JP4907491B2 - High frequency induction heating device and method of manufacturing high frequency induction heating device - Google Patents

High frequency induction heating device and method of manufacturing high frequency induction heating device Download PDF

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Description

本発明は、高周波誘導加熱装置に関し、スパッタリング装置、CVD装置、アッシング装置、エッチング装置、MBE装置、蒸着装置などの装置における基板加熱に適用することができる。   The present invention relates to a high-frequency induction heating apparatus and can be applied to substrate heating in apparatuses such as a sputtering apparatus, a CVD apparatus, an ashing apparatus, an etching apparatus, an MBE apparatus, and a vapor deposition apparatus.

スパッタリング装置、CVD装置、アッシング装置、エッチング装置、MBE装置、蒸着装置では、基板を所定温度に加熱する場合がある。この基板を加熱する加熱機構として、ランプヒータ、シーズヒータ等の発熱体を使用するものが知られている。このような発熱体を使用した加熱機構では、被加熱部以外の温度上昇が避けられないという課題がある。   In a sputtering apparatus, a CVD apparatus, an ashing apparatus, an etching apparatus, an MBE apparatus, and a vapor deposition apparatus, the substrate may be heated to a predetermined temperature. As a heating mechanism for heating the substrate, one using a heating element such as a lamp heater or a sheathed heater is known. In the heating mechanism using such a heating element, there is a problem that a temperature rise other than the heated part is unavoidable.

また、高周波誘導を利用した加熱機構も知られている。高周波誘導加熱による加熱機構は、高周波電流をワークコイル(加熱コイル)に印加して高周波磁束を発生させ、この高周波磁束によって被加熱部に誘導電流(渦電流)を誘導し、この誘導電流が被加熱部を流れることによるジュール損によって発熱させるものである。加熱機構は、この発熱によって被加熱部を加熱し、さらにこの被加熱部を介して基板等の物体を加熱する。このような高周波誘導を使用した加熱装置としては、例えば特許文献1〜3が知られている。   A heating mechanism using high frequency induction is also known. The heating mechanism using high-frequency induction heating generates a high-frequency magnetic flux by applying a high-frequency current to a work coil (heating coil), and induces an induced current (eddy current) in the heated portion by the high-frequency magnetic flux. Heat is generated by Joule loss caused by flowing through the heating unit. The heating mechanism heats the heated portion by this heat generation, and further heats an object such as a substrate through the heated portion. For example, Patent Documents 1 to 3 are known as a heating apparatus using such high-frequency induction.

高周波誘導加熱を半導体成膜装置に利用した例として、例えば特許文献4が知られている。この特許文献4に記載される半導体成膜装置では、高周波誘導加熱を利用して固体原料を昇華温度以上まで加熱し、昇華拡散現象を用いて被成膜物上に成膜している。   For example, Patent Document 4 is known as an example in which high-frequency induction heating is used in a semiconductor film forming apparatus. In the semiconductor film forming apparatus described in Patent Document 4, a solid material is heated to a sublimation temperature or higher by using high-frequency induction heating, and a film is formed on an object to be deposited using a sublimation diffusion phenomenon.

特開2004−342450号JP 2004-342450 A 特開2004−289012号JP 2004-289012 A 特開平06−151314号Japanese Patent Laid-Open No. 06-151314 特開2004−47658号JP 2004-47658 A 特願2007−103885号Japanese Patent Application No. 2007-103885

高周波誘導加熱は、ワークコイルが発生する磁界が被加熱部を通過するとき、この磁界の通過によって被加熱部に渦電流が流れ、この渦電流によって被加熱部が発熱することを利用するものである。この誘導加熱の効率は、被加熱部と磁束との結合度合いよって定まり、また、被加熱部を通過する磁束量はワークコイルと被加熱部との距離が短いほど大きくなるため、ワークコイルと被加熱部とはできるだけ近接して配置することが望ましい。   High-frequency induction heating utilizes the fact that when the magnetic field generated by the work coil passes through the heated part, an eddy current flows through the heated part due to the passage of the magnetic field, and the heated part generates heat due to this eddy current. is there. The efficiency of this induction heating is determined by the degree of coupling between the heated part and the magnetic flux, and the amount of magnetic flux passing through the heated part increases as the distance between the work coil and the heated part becomes shorter. It is desirable to arrange it as close as possible to the heating part.

真空等の減圧環境下において、高周波誘導加熱で被加熱部を加熱する場合には、ワークコイルを大気側とし被加熱部のみを減圧状態とする態様の他に、被加熱部とワークコイルとを共に減圧状態とする態様がある。   When heating the heated part by high-frequency induction heating in a reduced pressure environment such as a vacuum, the heated part and the work coil are connected in addition to a mode in which the work coil is on the atmosphere side and only the heated part is in a reduced pressure state. There is a mode in which both are in a reduced pressure state.

被加熱部を真空中に配置し、ワークコイルを大気側に配置する場合には、被加熱部側を真空状態に保持させるために、ワークコイルと被加熱部との間に誘電体部材を配置する必要がある。ワークコイルと被加熱部との間の距離は、誘電体部材によって制限されるため、両者を近接配置することが難しい。   When the heated part is placed in a vacuum and the work coil is placed on the atmosphere side, a dielectric member is placed between the work coil and the heated part to keep the heated part side in a vacuum state. There is a need to. Since the distance between the work coil and the heated portion is limited by the dielectric member, it is difficult to dispose them in close proximity.

一方、被加熱部と共にワークコイルを真空中に配置すると、ワークコイル周辺の空間でグロー放電やアーキング(異常放電)が発生する場合がある。グロー放電が発生すると、ワークコイルによる磁界の形成が不十分となり、被加熱部に十分な誘導電流を供給することができず、良好な加熱が困難となるという問題が生じる。   On the other hand, when the work coil is disposed in a vacuum together with the heated portion, glow discharge or arcing (abnormal discharge) may occur in the space around the work coil. When glow discharge occurs, there is a problem that the formation of a magnetic field by the work coil becomes insufficient, and a sufficient induction current cannot be supplied to the heated portion, making it difficult to perform good heating.

例えば、高周波誘導加熱で利用する電源周波数を100kHzから500kHzとする場合、高周波誘導加熱とすることによって無効電力を抑制し、かつ加熱効率を良とすることができる他、電源構成を安価とすることができ、また、給電も比較的容易に行うことができるという利点がある。しかしながら、高周波誘導加熱を真空中で行う場合は、コイル電圧が高いため、高周波誘導による電界成分によって被加熱部や周辺部材との間で容量結合が発生し、グロー放電が発生し易くなる。   For example, when the power frequency used for high frequency induction heating is set to 100 kHz to 500 kHz, reactive power can be suppressed and high heating efficiency can be achieved by using high frequency induction heating, and the power supply configuration can be made inexpensive. In addition, there is an advantage that power can be supplied relatively easily. However, when high frequency induction heating is performed in a vacuum, since the coil voltage is high, capacitive coupling occurs between the heated portion and peripheral members due to the electric field component due to high frequency induction, and glow discharge is likely to occur.

本発明の出願人は、真空中において、被加熱部とワークコイルとの間に電界シールドを設けることで、被加熱部とワークコイルとの間におけるグロー放電の発生を抑制し、これによって被加熱部とワークコイルとを近接配置する構成を出願している(特許文献5参照)。   The applicant of the present invention suppresses the occurrence of glow discharge between the heated portion and the work coil by providing an electric field shield between the heated portion and the work coil in a vacuum, thereby An application has been filed in which a part and a work coil are arranged close to each other (see Patent Document 5).

この特許文献5による構成は、主に被加熱部とワークコイルとの間におけるグロー放電の発生を抑制することを目的とするものであるため、例えば、ワークコイルを保持する部材などの高周波誘導加熱装置の被加熱部以外の部分との間で発生するグロー放電の抑制効果は十分とは言い難い。   Since the configuration according to Patent Document 5 is mainly intended to suppress the occurrence of glow discharge between the heated portion and the work coil, for example, high-frequency induction heating such as a member that holds the work coil It is difficult to say that the effect of suppressing glow discharge occurring between parts other than the heated part of the apparatus is sufficient.

このワークコイルとワークコイルの周囲との間で発生するグロー放電やアーキングを抑制するために、ワークコイルの周囲を誘電体で覆うことが考えられる。例えば、特許文献2には、ワークコイルを樹脂で覆う構成が示されている。   In order to suppress glow discharge and arcing generated between the work coil and the periphery of the work coil, it is conceivable to cover the periphery of the work coil with a dielectric. For example, Patent Document 2 shows a configuration in which a work coil is covered with a resin.

しかしながら、誘電体のみによってグロー放電やアーキングの発生を抑制するには、誘電体の厚さを十分にとる必要があり、高周波誘導加熱装置のサイズが大型となり、また、重量が重くなるという問題が生じる。また、この構成では、ワークコイルを一体構成の樹脂で覆う構成であるため、ワークコイルと樹脂材の間に隙間を形成することなく形成することは困難であるという問題もある。   However, in order to suppress the occurrence of glow discharge and arcing only by the dielectric, it is necessary to sufficiently take the thickness of the dielectric, and there is a problem that the size of the high-frequency induction heating device is increased and the weight is increased. Arise. In addition, in this configuration, since the work coil is covered with an integral resin, it is difficult to form the work coil without forming a gap between the work coil and the resin material.

そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、ワークコイルの周囲におけるグロー放電の発生を抑制することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described conventional problems and suppress the occurrence of glow discharge around a work coil.

また、ワークコイルの周囲におけるグロー放電の発生を抑制することができる高周波誘導加熱装置を簡易に製造することを目的とする。   Another object of the present invention is to easily manufacture a high-frequency induction heating device that can suppress the occurrence of glow discharge around a work coil.

本発明の高周波誘導加熱装置は、ワークコイルの被加熱部と対向する側を除く周囲を導電体で覆うと共に、導電体とワークコイルとの空間に熱伝導性の良好な誘電体材料を充填した構成とし、この導電体を接地することで、ワークコイルの電位を静電遮蔽することによって、ワークコイルの周囲におけるグロー放電の発生を抑制する。また、ワークコイルを接地した導電体で覆う構成とすることで、グロー放電を抑制するに要するワークコイルを覆う誘電体の厚さを薄くすることができる。   The high-frequency induction heating device of the present invention covers the periphery of the work coil except the side facing the heated portion with a conductor, and fills the space between the conductor and the work coil with a dielectric material having good thermal conductivity. By making the structure and grounding this conductor, the potential of the work coil is electrostatically shielded, thereby suppressing the occurrence of glow discharge around the work coil. Moreover, the thickness of the dielectric covering the work coil required to suppress glow discharge can be reduced by covering the work coil with a grounded conductor.

また、本発明は、ワークコイルと導電体との間を、ワークコイルを支持する誘電体ベースと、誘電体ベースとワークコイルとの間を充填する充填材とによって構成し、誘電体材でポッティングすることで充填材を誘電体ベースとワークコイルとの間に充填し、充填した誘電体材内に含まれる気体を減圧による脱泡させることで、ワークコイルと誘電体材との間に隙間無く、高い密着度で、ワークコイルの周囲に誘電体材を設けることができる。   According to the present invention, a gap between the work coil and the conductor is constituted by a dielectric base that supports the work coil and a filler that fills the gap between the dielectric base and the work coil. The filling material is filled between the dielectric base and the work coil, and the gas contained in the filled dielectric material is degassed by decompression, so that there is no gap between the work coil and the dielectric material. A dielectric material can be provided around the work coil with high adhesion.

本発明は高周波誘導加熱装置の態様と高周波誘導加熱装置の製造方法の態様を備える。   The present invention includes an aspect of a high-frequency induction heating device and an aspect of a method for manufacturing the high-frequency induction heating device.

本発明の高周波誘導加熱装置は、減圧環境で使用する高周波誘導加熱作用を利用した加熱機構において、高周波電力の供給を受け、この高周波誘導によって被加熱部に誘導電流を流して加熱するワークコイルと、ワークコイルを支持する誘電体ベースと、被加熱部と対向する面を除く誘電体ベースの周囲を覆う導電体箱とを備え、この導電体箱を接地して零電位とし、ワークコイルを静電遮蔽する。   A high-frequency induction heating apparatus according to the present invention is a heating mechanism that uses a high-frequency induction heating function used in a reduced pressure environment, receives a supply of high-frequency power, and heats an induction current through a heated portion by this high-frequency induction. A dielectric base that supports the work coil, and a conductive box that covers the periphery of the dielectric base excluding the surface facing the heated part. The conductive box is grounded to zero potential, and the work coil is statically fixed. Shield electric.

誘電体ベースとワークコイルとの間の空間は、熱伝導性の良好な誘電体材から成る充填材を充填する。これによって、導電体箱内においてワークコイルの周囲は、誘電体ベースと充填材との2種類の誘電体材によって隙間が形成されること無く満たされ、グロー放電やアーキングの発生要因となる空間を、簡易に無くすことができる。   The space between the dielectric base and the work coil is filled with a filler made of a dielectric material having good thermal conductivity. As a result, the periphery of the work coil in the conductor box is filled without forming a gap by two kinds of dielectric materials, that is, the dielectric base and the filler, and a space that causes glow discharge and arcing is created. Can be easily removed.

また、導電体箱と誘電体ベースとの間の空間がある場合には、この空間部分に充填材を充填してもよく、これによって、導電体箱と誘電体ベースとの間でのグロー放電やアーキングの発生を抑制することができる。   In addition, when there is a space between the conductor box and the dielectric base, this space portion may be filled with a filler, thereby causing a glow discharge between the conductor box and the dielectric base. And arcing can be suppressed.

本発明のワークコイルは、内部に冷却水を通水可能とする例えば銅製のパイプ等の金属管で形成することができ、これによって被加熱部からの輻射熱等で加熱された高周波誘導加熱装置を冷却することができる。   The work coil of the present invention can be formed of a metal pipe such as a copper pipe that allows cooling water to pass through the inside of the work coil, whereby a high-frequency induction heating apparatus heated by radiant heat from a heated portion is provided. Can be cooled.

また、導電体箱とワークコイルとの空間を熱伝導性の良好な誘電体材で隙間無く充填することによって、誘電体ベース、導電体箱、充填材を同時に効率よく冷却することができる。この構成によれば、高価な高耐熱性材料を用いることなく安価な誘電体材で構成することができる。また、被加熱部からの輻射熱による熱的な損傷を抑制することができる。   Further, by filling the space between the conductor box and the work coil with a dielectric material having good thermal conductivity without gaps, the dielectric base, the conductor box, and the filler can be efficiently cooled at the same time. According to this structure, it can comprise with an inexpensive dielectric material, without using an expensive high heat resistant material. Moreover, the thermal damage by the radiant heat from a to-be-heated part can be suppressed.

本発明の誘電体ベースは、ワークコイルを収納する空間を有して所定形状に成形される成形体であり、PET(ポリエチレンテレフタレート)等によって形成することができる。また、充填材は、誘電体ベースの収納空間内に誘電体材をポッティングし、ポッティングした誘電体材内に含まれる気体を減圧により脱泡する。脱泡することで、充填材内でのグロー放電やアーキングの発生を抑制することができる。   The dielectric base of the present invention is a molded body that has a space for accommodating a work coil and is molded into a predetermined shape, and can be formed of PET (polyethylene terephthalate) or the like. In addition, the filler is potted with a dielectric material in a dielectric-based storage space, and gas contained in the potted dielectric material is degassed by decompression. By defoaming, the occurrence of glow discharge and arcing in the filler can be suppressed.

本発明の導電体箱は、誘電体ベースの外周面に導電性薄板を貼り付けることで構成することができる。この導電体箱を構成する導電性薄板は、分割した複数枚の導電性薄板ユニットで構成することができる。導電性薄板を分割し、分割した複数枚の導電性薄板ユニットを誘電体ベースの周囲に貼り合わせることで、導電体箱を簡易に形成することができる他、誘電体ベースと導電体箱との間に隙間を形成することなく形成することができる。仮に、導電体箱を一体の導電板で構成した場合には、誘電体ベースの外形寸法および外形形状に合わせて形成する必要があるが、本発明のように分割することで、誘電体ベースの外形寸法や外形形状に対する依存性を減らすことができ、簡易に形成することができると共に、誘電体ベースと導電体薄板とに隙間無く容易に貼り付けることができる。   The conductor box of the present invention can be configured by attaching a conductive thin plate to the outer peripheral surface of the dielectric base. The conductive thin plate constituting this conductor box can be composed of a plurality of divided conductive thin plate units. The conductive thin plate is divided, and a plurality of divided conductive thin plate units are bonded to the periphery of the dielectric base, so that a conductive box can be easily formed. It can be formed without forming a gap therebetween. If the conductor box is composed of an integral conductive plate, it needs to be formed in accordance with the outer dimensions and outer shape of the dielectric base, but by dividing as in the present invention, the dielectric base The dependence on the external dimensions and the external shape can be reduced, it can be formed easily, and can be easily attached to the dielectric base and the conductor thin plate without any gap.

また、導電体薄板の厚さを例えば、0.01mm程度で静電遮蔽の効果を奏することができる。導電体薄板を例えばアルミニウムの極薄箔を用いて形成した場合、ワークコイルからの磁界による誘電加熱作用を受けにくいため、より小さな誘電体ベースとして、ワークコイルと導電体箱との距離が短い構成であっても、誘電加熱作用を受けることなく静電遮蔽効果を得ることができる。   Moreover, the effect of electrostatic shielding can be achieved when the thickness of the conductor thin plate is, for example, about 0.01 mm. When the conductor thin plate is formed by using, for example, an ultra-thin aluminum foil, it is difficult to receive a dielectric heating effect due to the magnetic field from the work coil, so that the distance between the work coil and the conductor box is short as a smaller dielectric base. Even so, an electrostatic shielding effect can be obtained without receiving a dielectric heating action.

また、本発明の高周波誘導加熱装置は、ワークコイルの少なくとも高周波電力供給側の一端を覆う絶縁体筒を設け、この絶縁体筒によって誘電体ベースを気密封止する。ワークコイルの少なくとも高周波電力供給側の一端は、誘電体ベースと外部との境界を形成する部分となるが、この部分にワークコイルを覆って絶縁体筒を設けることで、ワークコイルの周囲と誘電体ベースとの間の隙間を無くし、この部分でのグロー放電やアーキングの発生を抑制する。   The high-frequency induction heating device of the present invention is provided with an insulator cylinder that covers at least one end of the work coil on the high-frequency power supply side, and the dielectric base is hermetically sealed by this insulator cylinder. At least one end on the high-frequency power supply side of the work coil is a part that forms a boundary between the dielectric base and the outside. By covering the work coil and providing an insulator cylinder in this part, the periphery of the work coil and the dielectric It eliminates the gap between the body base and suppresses the occurrence of glow discharge and arcing in this area.

本発明の高周波誘導加熱装置は、ワークコイルの両端部を導電体箱および誘電体ベースに保持するアダプタフランジを備える。このアダプタフランジは、導電体箱と誘電体ベースとが接続された状態において、誘電体ベース内でワークコイルを保持する空間部分と連通する開口部を備える。この開口部は、誘電体ベース内のワークコイルを保持する空間部分に充填材を投入する投入口、および誘電体ベース内の空間を減圧するための排気を行う排気口として用いることができる。   The high frequency induction heating device of the present invention includes an adapter flange that holds both ends of a work coil on a conductor box and a dielectric base. The adapter flange includes an opening communicating with a space portion that holds the work coil in the dielectric base in a state where the conductor box and the dielectric base are connected. This opening can be used as an inlet for introducing a filler into a space portion holding the work coil in the dielectric base and an exhaust outlet for exhausting the space in the dielectric base to reduce the pressure.

また、本発明の高周波誘導加熱装置が備える導電体箱は、ワークコイルから発生する磁束が十分に低減し誘導加熱されない位置に設置する。   Moreover, the electric conductor box with which the high frequency induction heating apparatus of this invention is provided is installed in the position where the magnetic flux which generate | occur | produces from a work coil fully reduces, and is not induction-heated.

本発明の高周波誘導加熱装置の製造方法は、高周波電力の供給を受け、高周波誘導によって被加熱部に誘導電流を流して加熱するワークコイルと、ワークコイルを支持する誘電体ベースと、被加熱部と対向する面を除く誘電体ベースの周囲を覆う接地された導電体箱とを備え、誘電体ベースとワークコイルとの間の空間を熱伝導性の良好な誘電体材から成る充填材とを備える高周波誘導加熱装置を製造する製造方法であり、誘電体ベースの開放面を真空密閉するフランジを備え、このフランジは、誘電体ベースの露出面と密着するPTFEからなる第1のフランジと、第1のフランジの他方の面と密着する金属材からなる第2のフランジとを有する。   A method of manufacturing a high-frequency induction heating device according to the present invention includes a work coil that receives high-frequency power and heats an induction current through a heated part by high-frequency induction, a dielectric base that supports the work coil, and a heated part And a grounded conductor box covering the periphery of the dielectric base excluding the opposite surface, and the space between the dielectric base and the work coil is filled with a dielectric material having good thermal conductivity. A high-frequency induction heating apparatus includes a flange for vacuum-sealing an open surface of a dielectric base, the flange including a first flange made of PTFE in close contact with an exposed surface of the dielectric base, A second flange made of a metal material in close contact with the other surface of the first flange.

第1のフランジは誘電体ベースの露出面と密着すると共に複数の開口部を有し、第2のフランジは減圧室を構成する。第1のフランジと第2のフランジとを重ね合わせて誘電体ベースに密着させることにより、誘電体ベースとワークコイルとの間の空間を密封状態とし、第1のフランジの開口部を介して第2のフランジの減圧室の減圧によってこの空間を減圧して、空間内に充填した充填材を脱泡する。   The first flange is in close contact with the exposed surface of the dielectric base and has a plurality of openings, and the second flange forms a decompression chamber. The space between the dielectric base and the work coil is hermetically sealed by superimposing the first flange and the second flange on the dielectric base, and the first flange and the second flange are sealed through the opening of the first flange. The space is decompressed by decompression of the decompression chamber of the flange No. 2, and the filler filled in the space is defoamed.

本発明の高周波誘導加熱装置の製造方法において、誘電体ベースとワークコイルとの間の空間をフランジによって密封状態に保持し、これによって、導電体箱とフランジで囲まれた内部を気密状態とし、容易に内部を減圧状態とすることができる。導電体箱とフランジで囲まれた内部を減圧することによって、内部に充填された充填材中に含まれる気体を脱泡することができる。この脱泡は、高周波誘導加熱装置の全体を減圧室内に導入することなく行うことができるため、減圧のための装置構成を簡易なものとすることができる。   In the manufacturing method of the high frequency induction heating device of the present invention, the space between the dielectric base and the work coil is held in a sealed state by a flange, thereby making the inside surrounded by the conductor box and the flange airtight, The inside can be easily reduced in pressure. By depressurizing the interior surrounded by the conductor box and the flange, the gas contained in the filler filled in the interior can be degassed. Since this defoaming can be performed without introducing the entire high-frequency induction heating apparatus into the decompression chamber, the apparatus configuration for decompression can be simplified.

密封状態は、誘電体ベースとワークコイルとの間の空間の他に、電体箱と誘電体ベースとの間の空間についても適用することができる。   The sealed state can be applied not only to the space between the dielectric base and the work coil but also to the space between the electric box and the dielectric base.

また、高周波誘導加熱装置の全体を減圧室内に導入する場合には排気する容積が多くなるが、本発明の構成によれば、導電体箱とフランジで囲まれた内部の内で、誘電体ベースおよびワークコイルを除く空間で済むため、排気する容積を少なくすることができ、減圧に要する時間を短縮することができる。   In addition, when the entire high-frequency induction heating apparatus is introduced into the decompression chamber, the volume to be exhausted increases. However, according to the configuration of the present invention, the dielectric base is formed within the interior surrounded by the conductor box and the flange. Since the space excluding the work coil is sufficient, the volume to be exhausted can be reduced, and the time required for decompression can be shortened.

本発明の構成によれば、誘電体ベースとワークコイルとの間の空間をフランジ等で蓋をすることで簡易に密封状態とし、誘電体ベース内の空間にポッティングで充填した充填材を減圧で脱泡する。   According to the configuration of the present invention, the space between the dielectric base and the work coil can be easily sealed by covering with a flange or the like, and the filling material filled in the space in the dielectric base by potting can be reduced with reduced pressure. Defoam.

フランジによる密封は、フランジと誘電体ベースとの間、重ね合わせるフランジ間の気密で行われ、この気密状態はOリングあるいは平面材パッキングを用いて行うことができる。フランジは第1のフランジと第2のフランジを重ね合わせる構成とすることができる。   The sealing by the flange is performed in an airtight manner between the flange and the dielectric base and between the overlapping flanges, and this airtight state can be performed by using an O-ring or a flat material packing. The flange can be configured to overlap the first flange and the second flange.

Oリングによる密封では、第1のフランジ又は誘電体ベースの少なくとも何れか一方、および第1のフランジ又は第2のフランジの少なくとも何れか一方にOリング溝を備え、このOリング溝内にOリングを設ける。これによって、第1のフランジと誘電体ベースとの対向面、および第1のフランジと第2のフランジの対向面は、間にOリングを挟んで重ね合わさることになり、気密性が保持される。   In sealing with an O-ring, an O-ring groove is provided in at least one of the first flange and the dielectric base and at least one of the first flange and the second flange, and the O-ring is provided in the O-ring groove. Is provided. As a result, the opposing surfaces of the first flange and the dielectric base and the opposing surfaces of the first flange and the second flange are overlapped with an O-ring interposed therebetween, and airtightness is maintained. .

平面材パッキングよる密封では、第1のフランジと誘電体ベースとの間、および第1のフランジと第2のフランジとの間に平面パッキンを挿入し、第1のフランジと誘電体ベースの対向面の少なくとも何れか一方の面、および、第1のフランジと第2のフランジの対向面の少なくとも何れか一方の面をシール面とする。これによって、第1のフランジと誘電体ベースとの対向面、および第1のフランジと第2のフランジの対向面は、平面パッキンによるシール面を間に挟んで重ね合わさることになり、気密性が保持される。   In the sealing by the flat material packing, the flat packing is inserted between the first flange and the dielectric base, and between the first flange and the second flange, and the opposing surfaces of the first flange and the dielectric base are inserted. And at least any one of the opposing surfaces of the first flange and the second flange is defined as a seal surface. As a result, the opposing surfaces of the first flange and the dielectric base, and the opposing surfaces of the first flange and the second flange are overlapped with the sealing surface of the flat packing interposed therebetween, and airtightness is improved. Retained.

このフランジで気密状態となる誘電体ベースの空間内に充填材をポッティングし、さらにポッティングした充填材を減圧で脱泡するために、第1のフランジと第2のフランジは、重ね合わせた状態において連通する位置にそれぞれ開口部を備える。この両フランジの開口部を通して充填材の投入し、排気を行う。排気することによって減圧し、充填材を脱泡する。   The first flange and the second flange are overlapped in order to pot the filler in the dielectric-based space that is hermetically sealed by this flange, and to degas the potted filler under reduced pressure. An opening is provided at each communicating position. The filler is charged through the openings of both flanges and exhausted. The pressure is reduced by exhausting, and the filler is degassed.

また、第2のフランジに対して、真空装置と接続する接続フランジを備える構成とし、この接続フランジは、第2のフランジと重ね合わせた状態において、第2のフランジが備える開口部と連通する位置に開口部を備え、両開口部を通して充填材の投入および真空排気を行う構成としてもよい。   Moreover, it is set as the structure provided with the connection flange connected with a vacuum apparatus with respect to a 2nd flange, and this connection flange is a position which connects with the opening part with which a 2nd flange is provided in the state piled up with a 2nd flange. It is good also as a structure which equips with an opening part and throws in a filler and evacuates through both opening parts.

さらに、ワークコイルの両端部を前記導電体箱および誘電体ベースに保持するアダプタフランジを備える構成において、このアダプタフランジは、導電体箱および誘電体ベースを接続した状態において、誘電体ベースとワークコイルとの間に形成される空間と連通する開口部を備える。この開口部を通して充填材の投入、および誘電体ベース内の空間を減圧するための排気を行う。   Further, in a configuration including an adapter flange for holding both ends of the work coil on the conductor box and the dielectric base, the adapter flange is connected to the dielectric base and the work coil in a state where the conductor box and the dielectric base are connected. And an opening that communicates with the space formed therebetween. Through this opening, a filler is charged and exhaust for decompressing the space in the dielectric base is performed.

このアダプタフランジの開口部を通して充填材の投入し、排気を行う。排気することによって減圧し、充填材を脱泡する。   The filler is charged through the opening of the adapter flange and exhausted. The pressure is reduced by exhausting, and the filler is degassed.

本発明によれば、ワークコイルの周囲におけるグロー放電の発生を抑制する高周波誘導加熱装置を簡易に製造することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the high frequency induction heating apparatus which suppresses generation | occurrence | production of the glow discharge around a work coil can be manufactured easily.

以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。図1〜図3は、本発明の高周波誘導加熱装置の構成を説明するための図であり、図1、図2は本発明の高周波誘導加熱装置を真空室内に配置して構成を示すブロック図であり、図3は本発明の高周波誘導加熱装置の構成を説明するための断面図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1-3 is a figure for demonstrating the structure of the high frequency induction heating apparatus of this invention, FIG. 1, FIG. 2 is a block diagram which arrange | positions the high frequency induction heating apparatus of this invention in a vacuum chamber, and shows a structure. FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the configuration of the high-frequency induction heating apparatus of the present invention.

図1、図2において、本発明の高周波誘導加熱装置1は、ワークコイル20と、基板100を支持する導電性の平板状のサセプタ70(被加熱部)とを備え、高周波電源からワークコイル20に高周波電流を供給することによってサセプタ(被加熱部)70に誘導電流を発生させ、この誘導電流によってサセプタ70を加熱し、サセプタ70上に支持する基板100を加熱する。高周波誘導加熱装置1は例えば1000Pa以下の減圧環境で使用される。   1 and 2, the high-frequency induction heating apparatus 1 of the present invention includes a work coil 20 and a conductive flat plate-shaped susceptor 70 (a heated portion) that supports the substrate 100. The work coil 20 is supplied from a high-frequency power source. Inductive current is generated in the susceptor (heated part) 70 by supplying a high-frequency current to the susceptor 70, and the susceptor 70 is heated by the induced current to heat the substrate 100 supported on the susceptor 70. The high frequency induction heating device 1 is used in a reduced pressure environment of 1000 Pa or less, for example.

ここで、ワークコイル20は、高周波電源22から高周波電流の供給を受ける。高周波電源22から高周波電流を供給する際に、高周波電源22とワークコイル20との間にマッチング回路を介し、これによって入力インピーダンス及び出力インピーダンスを整合し、高周波電源22からワークコイル20への高周波電流の供給効率を向上させることができる。なお、高周波電源22は、例えば、商用電源等の交流電源から取り込む電力を制限する電力制限回路(図示していない)、取り込んだ電力の周波数を例えば、100kHzから500kHzの高周波に高める高周波発生回路により構成することができる(図示していない)。また、サセプタ70は支持部60によって支持される。支持部60は、例えば、誘電体材料からなる3本以上のアーム部材で構成することができる。   Here, the work coil 20 is supplied with a high-frequency current from a high-frequency power source 22. When supplying a high-frequency current from the high-frequency power source 22, a matching circuit is interposed between the high-frequency power source 22 and the work coil 20, thereby matching the input impedance and the output impedance, and the high-frequency current from the high-frequency power source 22 to the work coil 20. The supply efficiency can be improved. The high-frequency power source 22 includes, for example, a power limiting circuit (not shown) that limits power taken from an AC power source such as a commercial power source, and a high-frequency generating circuit that raises the frequency of the fetched power from 100 kHz to 500 kHz, for example. Can be configured (not shown). Further, the susceptor 70 is supported by the support portion 60. The support part 60 can be composed of, for example, three or more arm members made of a dielectric material.

本発明の高周波誘導加熱装置1は、ワークコイル20と被加熱部を構成するサセプタ70との間に電界シールド40を配置し、ワークコイル20に高周波電流を流すことで発生する電界と磁界の内で、電界をシールドして磁界のみをサセプタ70に導く。電界シールド40を通過した磁界は、サセプタ70に誘導電流を流して加熱を行う。   The high-frequency induction heating apparatus 1 of the present invention includes an electric field shield 40 disposed between the work coil 20 and a susceptor 70 that constitutes a heated portion, and an electric field and a magnetic field generated by flowing a high-frequency current through the work coil 20. Thus, the electric field is shielded and only the magnetic field is guided to the susceptor 70. The magnetic field that has passed through the electric field shield 40 is heated by passing an induced current through the susceptor 70.

電界シールド40はサセプタ70と共にグラウンドに接地して接地電位とする。電界シールド40はサセプタ70との間に電位差を無くし、電界シールド40とサセプタ70との間の空間部80におけるグロー放電の発生を抑制する。   The electric field shield 40 is grounded together with the susceptor 70 to a ground potential. The electric field shield 40 eliminates a potential difference between the electric field shield 40 and the susceptor 70, and suppresses the occurrence of glow discharge in the space 80 between the electric field shield 40 and the susceptor 70.

また、電界シールド40に接して熱輻射低減材50を配置する。この熱輻射低減材50は、耐熱ガラスまたは石英ガラスとすることができる。加熱されたサセプタ70からは、輻射によって熱が放出される。熱輻射低減材50は、このサセプタ70から放出されて電界シールド40やワークコイル20に向かう熱輻射を低減し、電界シールド40やワークコイル20が加熱されることを防ぐ。   Further, the thermal radiation reducing material 50 is disposed in contact with the electric field shield 40. The heat radiation reducing material 50 can be heat resistant glass or quartz glass. Heat is released from the heated susceptor 70 by radiation. The heat radiation reducing material 50 reduces the heat radiation emitted from the susceptor 70 toward the electric field shield 40 and the work coil 20 and prevents the electric field shield 40 and the work coil 20 from being heated.

また、この熱輻射低減材50の少なくとも片面には、酸化チタンの白色セラミックスを焼成する。この白色セラミックスは熱輻射を反射し、サセプタ70からワークコイル20に向かう熱輻射を抑制する。   Further, a white ceramic of titanium oxide is fired on at least one surface of the heat radiation reducing material 50. This white ceramic reflects heat radiation and suppresses heat radiation from the susceptor 70 toward the work coil 20.

図2,図3は、高周波誘導加熱装置1の概略断面図であり、図2は真空室90内に配置して状態を示し、図3は高周波誘導加熱装置1の単体の状態を示している。真空室90は、図示していない排気装置によってチャンバー内を低圧環境とし、低圧環境下において基板100を加熱処理することができる。   2 and 3 are schematic cross-sectional views of the high-frequency induction heating apparatus 1, FIG. 2 shows a state in which the high-frequency induction heating apparatus 1 is disposed in the vacuum chamber 90, and FIG. . The vacuum chamber 90 can heat the substrate 100 in a low-pressure environment by setting the inside of the chamber to a low-pressure environment by an exhaust device (not shown).

ワークコイル20のコイル状の形成された部分は、高周波誘導加熱装置1内の誘電体ベース30内に保持される。一方、ワークコイル20の両端部は、高周波シールドボックス21を介して真空室90外に導出され、外部に設けた高周波電源22と接続され、高周波電力の供給を受ける。ワークコイル20の外装部分のコールド側は、高周波誘導加熱装置1および真空室90の外側に配置されると共に接地され、前記したサセプタ70および電界シールド40と同電位とする。また、ワークコイル20の外装部分は冷却管20aによって覆い、内部に冷却水を流すことによってワークコイル20の発熱を冷却することができる。冷却水は、冷却管20aの一端から導入され、ワークコイル20部分を冷却した後、冷却管20aの他端から導出される。   A coil-shaped portion of the work coil 20 is held in a dielectric base 30 in the high frequency induction heating device 1. On the other hand, both end portions of the work coil 20 are led out of the vacuum chamber 90 via the high frequency shield box 21 and connected to a high frequency power source 22 provided outside to receive supply of high frequency power. The cold side of the exterior portion of the work coil 20 is disposed outside the high-frequency induction heating device 1 and the vacuum chamber 90 and grounded, and has the same potential as the susceptor 70 and the electric field shield 40 described above. Moreover, the heat generation of the work coil 20 can be cooled by covering the exterior portion of the work coil 20 with a cooling pipe 20a and flowing cooling water therein. The cooling water is introduced from one end of the cooling pipe 20a, and after cooling the work coil 20 portion, it is led out from the other end of the cooling pipe 20a.

このとき、冷却管20aは、その冷却管20aの外周を覆う筒状のフィールドスルー88を介して高周波誘導加熱装置1の誘電体ベース30内に導入される。フィールドスルー88を設けることによって、このワークコイル20を高周波誘導加熱装置1および真空室90に導入する部分でのグロー放電の発生を抑制する。   At this time, the cooling pipe 20a is introduced into the dielectric base 30 of the high-frequency induction heating device 1 through a cylindrical field through 88 that covers the outer periphery of the cooling pipe 20a. Providing the field through 88 suppresses the occurrence of glow discharge at the portion where the work coil 20 is introduced into the high frequency induction heating apparatus 1 and the vacuum chamber 90.

このワークコイル20は、高周波誘導加熱装置1の内部では誘電体ベース30内に保持される。ワークコイル20を囲む誘電体ベース30は、接地されたアルミニウム等の導電体箱(シールドボックス)10によって外周を覆い、誘電体ベース30の周囲でのグロー放電の発生を抑制する。この導電体箱10はワークコイル20が誘起する磁界による誘導加熱作用が起こらない位置に配置される。   The work coil 20 is held in the dielectric base 30 inside the high frequency induction heating apparatus 1. The dielectric base 30 surrounding the work coil 20 covers the outer periphery with a grounded conductor box (shield box) 10 such as aluminum, and suppresses the occurrence of glow discharge around the dielectric base 30. The conductor box 10 is arranged at a position where induction heating action by the magnetic field induced by the work coil 20 does not occur.

高周波誘導加熱装置1は、より詳細には、ワークコイル20と、このワークコイル20を支持する誘電体ベース30および誘電体材からなる充填材33と、ワークコイル30の充填材33内での位置を定めるスペーサ32と、ワークコイル20が被加熱部(サセプタ70(図2,図3には示していない))と対向する面に設けた上板51および下板52と、誘電体ベース30の外周部分であって被加熱部と対向する面を除く側部および底部を多く導電体箱(シールドボックス)10と、真空室90に取り付けるためのアダプタフランジ81を備える。上板51は例えばガラス板により構成し、下板52は例えば電界シールドにより構成することができる。   More specifically, the high-frequency induction heating device 1 includes a work coil 20, a dielectric base 30 that supports the work coil 20, a filler 33 made of a dielectric material, and a position of the work coil 30 in the filler 33. The upper plate 51 and the lower plate 52 provided on the surface where the work coil 20 faces the heated portion (susceptor 70 (not shown in FIGS. 2 and 3)), and the dielectric base 30 A conductor box (shield box) 10 and an adapter flange 81 for attaching to the vacuum chamber 90 are provided on the outer peripheral portion except for the side and bottom excluding the surface facing the heated portion. The upper plate 51 can be made of, for example, a glass plate, and the lower plate 52 can be made of, for example, an electric field shield.

ワークコイル20を支持する誘電体は、誘電体ベース30と充填材33とを含む。誘電体ベース30は、例えば渦巻き状に形成されたワークコイル20の一方面が被加熱部と対向するように保持する保持部分を成す部材であり、ワークコイル20に合わせて形状や寸法を設定してPET等によって予め形成しておく。この際、誘電体ベース30の一部に、ワークコイル20を収納する空間31を形成する。ワークコイル20はこの空間31内に収納することによって保持される。   The dielectric that supports the work coil 20 includes a dielectric base 30 and a filler 33. The dielectric base 30 is a member that forms a holding portion for holding, for example, one surface of the work coil 20 formed in a spiral shape so as to face the heated portion. The shape and size of the dielectric base 30 are set in accordance with the work coil 20. And pre-formed with PET or the like. At this time, a space 31 for accommodating the work coil 20 is formed in a part of the dielectric base 30. The work coil 20 is held by being housed in the space 31.

ワークコイル20を空間31内に収納した場合には、ワークコイル20と誘電体ベース30との間に隙間が生じ、グロー放電が発生する要因となるおそれがある。充填材33は誘電体材から成り、ワークコイル20と誘電体ベース30との間に隙間を充填する。これによって、ワークコイル20は誘電体ベース30と充填材33の誘電体材によって隙間無く充填される。   When the work coil 20 is housed in the space 31, a gap is generated between the work coil 20 and the dielectric base 30, which may cause a glow discharge. The filler 33 is made of a dielectric material and fills a gap between the work coil 20 and the dielectric base 30. Thereby, the work coil 20 is filled with the dielectric material of the dielectric base 30 and the filling material 33 without a gap.

この充填材33の充填は、ワークコイル20を誘電体ベース30内の空間31に収納した後、充填材をワークコイル20と誘電体ベース30との隙間にポッティングすることで行うことができる。さらに、充填材33をポッティングした後、減圧することで充填材33内に含まれる気体を脱泡する。充填材のポッティングおよび減圧脱泡については、後に図4〜図9を用いて説明する。   The filling of the filler 33 can be performed by potting the filler in the gap between the work coil 20 and the dielectric base 30 after the work coil 20 is accommodated in the space 31 in the dielectric base 30. Furthermore, after potting the filler 33, the gas contained in the filler 33 is degassed by reducing the pressure. The filling material potting and vacuum degassing will be described later with reference to FIGS.

誘電体ベース30の外周には、ワークコイル20が被加熱部と対向する面を除いて導電体で覆って導電体箱(シールドボックス)10を構成するとともに接地し、ワークコイル20を静電的に遮断する。この導電体箱10は、複数の導電体薄板を貼り合わせた構成とすることができる。導電体箱10を複数の導電体薄板で構成することで、導電体箱10の形成が容易となるという効果を奏する。   On the outer periphery of the dielectric base 30, the work coil 20 is covered with a conductor except for the surface facing the heated portion to form a conductor box (shield box) 10 and grounded, and the work coil 20 is electrostatically Shut off. The conductor box 10 can have a configuration in which a plurality of conductor thin plates are bonded together. By forming the conductor box 10 with a plurality of conductor thin plates, the conductor box 10 can be easily formed.

この導電体薄板の厚さは、例えば、0.01mm程度で静電遮蔽の効果を奏することができる。導電体薄板を例えばアルミニウムの極薄箔を用いて形成した場合には、ワークコイル20からの磁界による誘電加熱作用を受けにくい。そのため、より誘電体ベース30を小さくてワークコイル20と導電体箱10との距離が短い構成とした場合であっても、導電体箱10はワークコイル20からの誘電加熱作用を受けることなく静電遮蔽効果を得ることができる。   The thickness of the conductor thin plate is, for example, about 0.01 mm, and an electrostatic shielding effect can be obtained. In the case where the conductor thin plate is formed using, for example, an ultrathin aluminum foil, it is difficult to receive a dielectric heating action by a magnetic field from the work coil 20. For this reason, even when the dielectric base 30 is made smaller and the distance between the work coil 20 and the conductor box 10 is short, the conductor box 10 is not subjected to the dielectric heating action from the work coil 20. An electric shielding effect can be obtained.

導電体箱10の外部には、真空室90に取り付けるためのアダプタフランジ81が設けられ、両者が接する面にOリング85を設けることで気密性を保持することができる。また、誘電体ベース30と導電体箱10との間にもOリング86を設けることで気密性を保持することができる。   An adapter flange 81 for attachment to the vacuum chamber 90 is provided outside the conductor box 10, and airtightness can be maintained by providing an O-ring 85 on the surface where both are in contact. Further, airtightness can be maintained by providing an O-ring 86 between the dielectric base 30 and the conductor box 10.

アダプタフランジ81には、ワークコイル20を通すための開口部が形成されているため、ワークコイル20と接触する部分にOリング83,84を設ける。また、Oリング押さえ板87を設けた構成としてもよい。さらに、アダプタフランジ81が真空室90の壁部と接触する面にOリング82を設けることで気密性を保持する。   The adapter flange 81 is formed with an opening for allowing the work coil 20 to pass therethrough, so that O-rings 83 and 84 are provided at portions in contact with the work coil 20. Further, a configuration in which an O-ring pressing plate 87 is provided may be employed. Furthermore, airtightness is maintained by providing an O-ring 82 on the surface where the adapter flange 81 contacts the wall of the vacuum chamber 90.

次に、誘電体ベース30内に形成した空間31内にワークコイル20を収納した後、ワークコイル20と誘電体ベース30との間の隙間を埋める充填材33を充填するための構成について、図4〜図9を用いて説明する。図4、図5、図6は、充填材をポッティングし、ポッティングした充填材を減圧脱泡するための高周波誘導加熱装置の構成例を示す図であり、図7は排気部による減圧脱泡を説明するための構成例を示す図であり、図8、図9はポッティングと減圧脱泡の手順を説明するための図である。   Next, the structure for filling the filler 33 that fills the gap between the work coil 20 and the dielectric base 30 after the work coil 20 is housed in the space 31 formed in the dielectric base 30 is shown in FIG. This will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6 are diagrams illustrating a configuration example of a high-frequency induction heating device for potting a filler and depressurizing and defoaming the potted filler, and FIG. It is a figure which shows the structural example for demonstrating, FIG. 8, FIG. 9 is a figure for demonstrating the procedure of potting and pressure reduction deaeration.

図4は、充填材のポッティングおよび充填材の減圧脱泡を行うための高周波誘導加熱装置の一構成例を示している。この構成例では、誘電体ベース30の周囲の内で、導電体箱10で覆われていない面をフランジ(第1のフランジ111、第2のフランジ112、および第3のフランジ113)で覆うことによって、誘電体ベース30内の空間31の部分を気密状態とし、この空間31に充填材33を充填すると共に、この気密状態の空間を減圧することによって、充填した充填材33を減圧脱泡する構成であり、誘電体ベースとフランジの間およびフランジ間の気密をOリングによって保持する構成例である。   FIG. 4 shows an example of the configuration of a high-frequency induction heating device for performing potting of the filler and vacuum degassing of the filler. In this configuration example, the surface of the periphery of the dielectric base 30 that is not covered with the conductor box 10 is covered with flanges (first flange 111, second flange 112, and third flange 113). Thus, the portion of the space 31 in the dielectric base 30 is hermetically sealed, the space 31 is filled with the filler 33, and the air-tight space is decompressed to degas the filled filler 33 under reduced pressure. This is a configuration example in which the airtightness between the dielectric base and the flange and between the flanges is held by an O-ring.

この構成によれば、充填材33を減圧脱泡するために、高周波誘導加熱装置1全体を真空室等に導入することなく、誘電体ベース30内の空間31のみを減圧することで済ませることができる。この誘電体ベース30内の空間31は限定された小さな空間であるため、減圧に要する装置を簡易で小型とすることができ、また、減圧に要する時間についても短縮することができる。   According to this configuration, only the space 31 in the dielectric base 30 can be decompressed without introducing the entire high frequency induction heating device 1 into a vacuum chamber or the like in order to degas the filler 33 under reduced pressure. it can. Since the space 31 in the dielectric base 30 is a limited small space, the apparatus required for decompression can be simplified and reduced in size, and the time required for decompression can be shortened.

図4に示す構成では、誘電体ベース30内の空間31の部分を気密状態するために、誘電体ベース30の導電体箱10で覆われていない面に第1のフランジ111、第2のフランジ112、および第3のフランジ113を重ねて配置する。   In the configuration shown in FIG. 4, the first flange 111 and the second flange are formed on the surface of the dielectric base 30 that is not covered with the conductor box 10 in order to make the space 31 in the dielectric base 30 airtight. 112 and the third flange 113 are placed one on top of the other.

第1のフランジ111は、脱泡によって充填材33から放出された空気を排気するために、多数の開口部111aを備える。第2のフランジ112は、第1のフランジ111を介して誘電体ベース30の上面と対向する部分に空間112bを備え、排気によって減圧空間を形成する。空間112b内には、負圧による第2のフランジ112の歪みを防ぐために支柱112aを備える。   The first flange 111 includes a large number of openings 111a in order to exhaust air released from the filler 33 by defoaming. The second flange 112 includes a space 112b in a portion facing the upper surface of the dielectric base 30 via the first flange 111, and forms a decompressed space by exhaust. A column 112a is provided in the space 112b in order to prevent distortion of the second flange 112 due to negative pressure.

この空間112bを形成することによって、第1のフランジ111に形成した多数の開口部111aを通して誘電体ベース30内の空間31の均一な減圧が行われ、電体ベース30内に充填した充填材33に含まれる空気等のガスの脱泡を十分に均一に行うことができる。空間112bの高さは、実施例では、例えば30mm程度以上することで望ましい結果を得られている。   By forming the space 112b, the space 31 in the dielectric base 30 is uniformly decompressed through the numerous openings 111a formed in the first flange 111, and the filling material 33 filled in the electric body base 30 is obtained. It is possible to sufficiently uniformly degas bubbles such as air. In the embodiment, a desired result is obtained by setting the height of the space 112b to, for example, about 30 mm or more.

なお、誘電体ベース30内に充填した充填材33の余剰部分は、第1のフランジ111の開口部111a内に侵入してはみ出し部分31aを形成する。このはみ出し部分31aは、脱泡処理が完了した後に第1のフランジ111を取り去ると、誘電体ベース30の上面から突出することになるが、この突出部分は切除することで、誘電体ベース30の上面を平面に形成することができる。   The surplus portion of the filler 33 filled in the dielectric base 30 enters the opening 111a of the first flange 111 and forms a protruding portion 31a. The protruding portion 31a protrudes from the upper surface of the dielectric base 30 when the first flange 111 is removed after the defoaming process is completed. However, the protruding portion is cut off to remove the protrusion of the dielectric base 30. The upper surface can be formed in a plane.

ここで、第1のフランジ111が誘電体ベース30と対向する面には、Oリング溝を形成してOリング114を配置することで、第1のフランジ111と誘電体ベース30との間の気密性を保持する。また、第1のフランジ111と第2のフランジ112は、互いに対向する何れかの面に、Oリング溝を形成してOリング115を配置することで、第1のフランジ111と第2のフランジ112との間の気密性を保持する。   Here, an O-ring groove is formed on the surface of the first flange 111 facing the dielectric base 30 so as to dispose the O-ring 114, so that the gap between the first flange 111 and the dielectric base 30 is set. Maintains airtightness. In addition, the first flange 111 and the second flange 112 are formed by forming an O-ring groove on any surface facing each other and disposing the O-ring 115, so that the first flange 111 and the second flange 112 are arranged. The airtightness between the two is maintained.

第1のフランジ111は、排気装置(図4では示していない)と連通する開口部110を備える。この開口部110は第3のフランジ113によって密閉可能としている。第2のフランジ112と第3のフランジ113は、互いに対向する何れかの面に、Oリング溝を形成してOリング116を配置することで気密性を保持する。   The first flange 111 includes an opening 110 that communicates with an exhaust device (not shown in FIG. 4). The opening 110 can be sealed by the third flange 113. The second flange 112 and the third flange 113 maintain airtightness by forming an O-ring groove on either surface facing each other and disposing the O-ring 116.

誘電体ベース30内のワークコイル20を収納した後、第1のフランジ111と第2のフランジ112を取り付けることで、誘電体ベース30の空間31は、空間112bおよび開口部110を通して外部と連通した状態となる。この状態において、第3のフランジ113を開放して開口部110から空間31内に充填材をポッティングする。ポッティングされた充填材は、ワークコイル20と誘電体ベース30との隙間を満たして充填が行われる。隙間を充填材33で満たした後、減圧することによって、充填材33に含まれる気体を脱泡する。充填材33から脱泡した気体は、開口部111a、空間31a、および開口部111を通して、排気装置(図4では示していない)から排気される。   After housing the work coil 20 in the dielectric base 30, the first flange 111 and the second flange 112 are attached, so that the space 31 of the dielectric base 30 communicates with the outside through the space 112b and the opening 110. It becomes a state. In this state, the third flange 113 is opened, and the filler is potted into the space 31 from the opening 110. The potted filling material fills the gap between the work coil 20 and the dielectric base 30 and is filled. After the gap is filled with the filler 33, the gas contained in the filler 33 is degassed by reducing the pressure. The gas degassed from the filler 33 is exhausted from the exhaust device (not shown in FIG. 4) through the opening 111a, the space 31a, and the opening 111.

図5、図6は、充填材のポッティングおよび充填材の減圧脱泡を行うための高周波誘導加熱装置の他の構成例を示している。この構成例では、図4に示した構成例とほぼ同様であって、誘電体ベースとフランジ間およびフランジ間の気密性の保持を、平面パッキンを用いたシール構造により行う構成例である。   5 and 6 show another configuration example of the high-frequency induction heating device for performing potting of the filler and vacuum degassing of the filler. This configuration example is substantially the same as the configuration example shown in FIG. 4 and is a configuration example in which airtightness is maintained between the dielectric base and the flange and between the flanges by a seal structure using a flat packing.

以下では、図4の構成と相違する箇所についてのみ示し、共通する構成については説明を省略する。   In the following, only portions different from the configuration of FIG. 4 are shown, and description of common configurations is omitted.

図5に示す高周波誘導加熱装置1は、誘電体ベース30の周囲の内で、導電体箱10で覆われていない面をフランジ(第1のフランジ111、第2のフランジ112、および第3のフランジ113)で覆うことによって、誘電体ベース30内の空間31の部分を気密状態とし、この空間31に充填材33をポッティングすると共に、この気密状態の空間を減圧することによって、ポッティングした充填材33を減圧脱泡する。   In the high frequency induction heating apparatus 1 shown in FIG. 5, the surfaces of the periphery of the dielectric base 30 that are not covered with the conductor box 10 are flanges (first flange 111, second flange 112, and third By covering with the flange 113), the portion of the space 31 in the dielectric base 30 is made airtight, and the filling material 33 is potted in the space 31, and the space in the airtight state is decompressed, thereby potting the filling material. 33 is degassed under reduced pressure.

図5に示す構成では、誘電体ベース30内の空間31の部分を気密状態するために、誘電体ベース30の導電体箱10で覆われていない面に第1のフランジ111、第2のフランジ112、および第3のフランジ113を重ねて配置する。第1のフランジ111が誘電体ベース30と対向する面の間に平面パッキン117を挿入して真空気密可能な平面度を有するシール面を形成することで、第1のフランジ111と誘電体ベース30との間の気密性を保持し、また、第1のフランジ111と第2のフランジ112の間に平面パッキン117を挿入しシール面を形成することで、第1のフランジ111と第2のフランジ112との間の気密性を保持する。   In the configuration shown in FIG. 5, the first flange 111 and the second flange are formed on the surface of the dielectric base 30 that is not covered with the conductor box 10 in order to make the space 31 in the dielectric base 30 airtight. 112 and the third flange 113 are placed one on top of the other. The first flange 111 and the dielectric base 30 are formed by inserting a planar packing 117 between the surfaces of the first flange 111 facing the dielectric base 30 to form a seal surface having a flatness capable of being vacuum-tight. The first flange 111 and the second flange are formed by inserting a flat packing 117 between the first flange 111 and the second flange 112 to form a sealing surface. The airtightness between the two is maintained.

第1のフランジ111と第2のフランジ112に設けた開口部110を通して行う充填材33の空間31へのポッティング、およびポッティングした充填材の減圧脱泡は、図4の構成例と同様とすることができる。   The potting of the filler 33 into the space 31 performed through the openings 110 provided in the first flange 111 and the second flange 112 and the vacuum degassing of the potted filler are the same as in the configuration example of FIG. Can do.

図4,図5に示す構成は、充填材のポッティングと減圧脱泡を、ワークコイル20が配置される面側において行う構成である。これに対して、図6に示す構成は、充填材のポッティングと減圧脱泡を、誘電体ベース30側から行う構成であり、図4,図5の構成を上下反転させた状態で行う構成である。   The configuration shown in FIGS. 4 and 5 is a configuration in which potting of the filler and vacuum degassing are performed on the surface side where the work coil 20 is disposed. On the other hand, the configuration shown in FIG. 6 is a configuration in which potting of the filler and vacuum degassing are performed from the dielectric base 30 side, and the configuration in FIG. 4 and FIG. is there.

誘電体ベース30の周囲の内で、導電体箱10で覆われていない面をフランジ(第1のフランジ111、第2のフランジ112、および第3のフランジ113)で覆うことによって、誘電体ベース30内の空間31の部分を気密状態とし、この空間31に充填材33をポッティングすると共に、この気密状態の空間を減圧することによって、ポッティングした充填材33を減圧脱泡する。この充填材33のポッティングと充填材の減圧脱泡とを、誘電体ベース30の下方側から行う。図6では、図4,図5に示す図と上下を反転させて示している。   By covering the periphery of the dielectric base 30 that is not covered with the conductor box 10 with flanges (first flange 111, second flange 112, and third flange 113), the dielectric base The portion of the space 31 in the space 30 is made airtight, the filler 33 is potted in the space 31, and the potted filler 33 is degassed by decompressing the space in the airtight state. The potting of the filler 33 and the vacuum degassing of the filler are performed from the lower side of the dielectric base 30. In FIG. 6, the diagrams shown in FIGS. 4 and 5 are shown upside down.

誘電体ベース30は、その下方において、導電体箱10に形成した開口部およびアダプタフランジ81に形成した開口部131を通して外部と連通する。開口部131には、キャップ130が着脱自在に取り付けられる。キャップ130を開放することで、誘電体ベース30の空間31は外部と連通し、一方、キャップ130を閉じることで、誘電体ベース30の空間31は気密状態となる。キャップ130による密閉において、Oリング132を設けることで気密性を高めることができる。   Underneath, the dielectric base 30 communicates with the outside through an opening formed in the conductor box 10 and an opening 131 formed in the adapter flange 81. A cap 130 is detachably attached to the opening 131. By opening the cap 130, the space 31 of the dielectric base 30 communicates with the outside, and by closing the cap 130, the space 31 of the dielectric base 30 becomes airtight. In the sealing with the cap 130, the airtightness can be improved by providing the O-ring 132.

第1のフランジ111と第2のフランジ112に設けた開口部110を通して充填材33の空間31へのポッティング、およびポッティングした充填材の減圧脱泡には、図4の構成例と同様とすることができる。   The potting of the filler 33 into the space 31 through the opening 110 provided in the first flange 111 and the second flange 112, and the vacuum degassing of the potted filler are the same as the configuration example of FIG. Can do.

誘電体ベース30の空間31内への充填材のポッティングは、キャップ130を開放して誘電体ベース30の空間31を外部と連通させ、開口部131を通して行う。また、ポッティングした充填材の減圧脱泡は、開口部131に真空ポンプ(図示していない)を接続して誘電体ベース30の空間31を減圧することで行う。   Potting of the filling material into the space 31 of the dielectric base 30 is performed through the opening 131 by opening the cap 130 and communicating the space 31 of the dielectric base 30 with the outside. Further, the defoaming of the potted filler is performed by connecting the vacuum pump (not shown) to the opening 131 to decompress the space 31 of the dielectric base 30.

次に、図7を用いて排気部による減圧脱泡について説明する。図7に示す構成例では、図4に示したフランジ構成によって誘電体ベース30中の空間31を気密状態とし、この空間31にポッティングした充填材を減圧脱泡する例を示している。   Next, vacuum degassing by the exhaust part will be described with reference to FIG. The configuration example shown in FIG. 7 shows an example in which the space 31 in the dielectric base 30 is made airtight by the flange configuration shown in FIG. 4 and the filling material potted in the space 31 is degassed under reduced pressure.

ここでは、第3のフランジ113に代えてT型フランジ121を取り付け、このT型フランジ121に排気装置120を取り付けることで減圧脱泡を行う。T型フランジ121は、下端に第2のフランジ112と接続する接続フランジ122を有し、上端に充填材を投入する開口部125が形成されたフランジ123およびフランジ124を有し、他端に真空ポンプ129側と接続した真空排気するための真空排気口126が形成されたフランジを有している。真空排気口126が形成されたフランジには排気配管127に接続され、この排気配管127は真空バルブ128aを介して真空ポンプ129と接続されている。また、排気配管127は真空バルブ128bを介して大気側と接続されている。   Here, instead of the third flange 113, a T-shaped flange 121 is attached, and the exhaust device 120 is attached to the T-shaped flange 121 to perform degassing defoaming. The T-shaped flange 121 has a connection flange 122 connected to the second flange 112 at the lower end, a flange 123 and a flange 124 formed with an opening 125 for charging a filler at the upper end, and a vacuum at the other end. It has a flange formed with a vacuum exhaust port 126 for evacuating and connected to the pump 129 side. The flange in which the vacuum exhaust port 126 is formed is connected to an exhaust pipe 127, and this exhaust pipe 127 is connected to a vacuum pump 129 through a vacuum valve 128a. The exhaust pipe 127 is connected to the atmosphere side through a vacuum valve 128b.

誘電体ベース30の空間31に充填材をポッティングするには、フランジ124を開放してフランジ123の開口部125を通してT型フランジ121内に充填材を投入し、さらに、接続フランジ122の開口部と第1のフランジ111の開口部110、空間31a、および開口部111aを通して空間31内に充填材を投入する。このとき、真空バルブ128bを開放し、真空バルブ128aを閉じることで、T型フランジ121内を大気圧としておく。   In order to pot the filler into the space 31 of the dielectric base 30, the flange 124 is opened, the filler is introduced into the T-shaped flange 121 through the opening 125 of the flange 123, and the opening of the connection flange 122 A filler is charged into the space 31 through the opening 110 of the first flange 111, the space 31a, and the opening 111a. At this time, the inside of the T-shaped flange 121 is set to atmospheric pressure by opening the vacuum valve 128b and closing the vacuum valve 128a.

充填材を投入した後、フランジ124を閉じ、真空バルブ128bを閉じると共に真空バルブ128aを開くことによって、T型フランジ121内、空間31a、および空間31内を排気して減圧する。空間31内の減圧は、空間31aを減圧室とし、多数の孔からなる開口部111aを通して行われる。この所定の容積を有する空間31aの減圧と、多数の開口部111aを介して行う誘電体ベース30の空間31との連通とによって空間31内を均一に減圧し、ポッティングされた充填材内に含まれる気体の十分な脱泡が行われる。   After introducing the filler, the flange 124 is closed, the vacuum valve 128b is closed, and the vacuum valve 128a is opened, whereby the inside of the T-shaped flange 121, the space 31a, and the space 31 is exhausted and decompressed. The decompression in the space 31 is performed through the opening 111a composed of a large number of holes with the space 31a as a decompression chamber. The space 31 is decompressed uniformly by the decompression of the space 31a having the predetermined volume and the communication with the space 31 of the dielectric base 30 through the large number of openings 111a, and is included in the potted filler. The gas is sufficiently degassed.

次に、図8,図9を用いて充填材のポッティングと減圧脱泡の手順について説明する。図8は図4に示す構成例の場合を示し、図9は図7に示す構成例の場合を示している。   Next, the procedure of potting the filler and vacuum degassing will be described with reference to FIGS. 8 shows the case of the configuration example shown in FIG. 4, and FIG. 9 shows the case of the configuration example shown in FIG.

図8に示す手順において、はじめに、PET等の誘電体材によって誘電体ベース30を形成する。この誘電体ベース30は、例えばワークコイルの形状や寸法に応じて、その外形や空間31の形状や寸法を定めて形成する(図8(a))。形成して誘電体ベース30の外周に導電体箱10を取り付ける。複数の導電体板を用いて導電体箱10を形成する場合には、誘電体ベース30の外周面に導電体板を貼り付ける。導電体箱10を形成する際には、被加熱部(図示していない)と対向する面は開放面のままとしておく(図8(b))。   In the procedure shown in FIG. 8, first, the dielectric base 30 is formed of a dielectric material such as PET. The dielectric base 30 is formed by determining the outer shape and the shape and size of the space 31 according to, for example, the shape and size of the work coil (FIG. 8A). Then, the conductor box 10 is attached to the outer periphery of the dielectric base 30. When the conductor box 10 is formed using a plurality of conductor plates, the conductor plates are attached to the outer peripheral surface of the dielectric base 30. When the conductor box 10 is formed, the surface facing the heated portion (not shown) is left open (FIG. 8B).

次に、誘電体ベース30に形成される空間31にワークコイル20を取り付け、また、アダプタフランジ81を導電体箱10に取り付ける。この取り付けにおいて、ワークコイル20の内で被加熱部を加熱する部分を、被加熱部と対向する面に配置する。一方、ワークコイル20の内で高周波電源側および冷却水の供給側(何れも図示していない)は、誘電体ベース30の下方に形成した開口部、導電体箱10に形成した開口部、および導電体箱10に取り付けたアダプタフランジ81に形成した開口部の各開口部を通して外部に取り出される。   Next, the work coil 20 is attached to the space 31 formed in the dielectric base 30, and the adapter flange 81 is attached to the conductor box 10. In this attachment, the part which heats a to-be-heated part in the work coil 20 is arrange | positioned in the surface facing a to-be-heated part. On the other hand, the high-frequency power supply side and the cooling water supply side (both not shown) in the work coil 20 have an opening formed below the dielectric base 30, an opening formed in the conductor box 10, and It is taken out to the outside through each opening of the opening formed in the adapter flange 81 attached to the conductor box 10.

この状態では、ワークコイル20は誘電体ベース30内の空間31内に収納されているだけであるため、ワークコイル20と誘電体ベース30との間に隙間が存在する。この隙間を誘電体材で埋めるために充填材をポッティングし、充填材から気泡を取り出すために減圧して脱泡させる。このポッティングおよび減圧脱泡の処理において、ワークコイル20に位置ずれが生じる場合がある。特に、被加熱部を加熱する部分でワークコイルのコイル間距離が、充填材の投入によって変化する場合がある。この位置ずれを抑制するために、ワークコイル20のコイルの間にスペーサ32を配置することで、このコイル間距離を一定に保持させることができる(図8(c))。   In this state, since the work coil 20 is only housed in the space 31 in the dielectric base 30, there is a gap between the work coil 20 and the dielectric base 30. In order to fill this gap with a dielectric material, the filler is potted, and depressurized to remove bubbles from the filler. In the potting and vacuum degassing processes, the work coil 20 may be displaced. In particular, the inter-coil distance of the work coil at the portion where the heated part is heated may change depending on the filling material. In order to suppress this positional deviation, the distance between the coils can be kept constant by arranging the spacer 32 between the coils of the work coil 20 (FIG. 8C).

誘電体ベース30および導電体箱10の組み立て体にワークコイル20を配置した後、空間31を気密状態とするために、誘電体ベース30にフランジ(第1のフランジ111,第2のフランジ112)を取り付けると共に、フランジに排気装置120を取り付ける。   After the work coil 20 is arranged in the assembly of the dielectric base 30 and the conductor box 10, the dielectric base 30 is provided with flanges (first flange 111 and second flange 112) in order to make the space 31 airtight. And the exhaust device 120 is attached to the flange.

排気装置120を取り付けた後、真空バルブ128aを閉じ、真空バルブ128bを開放してT型フランジ121を大気圧とし、フランジ124を開放して開口部125を開ける。この開口部125から誘電体ベース30の空間31内に充填材をポッティングし、ワークコイル20と誘電体ベース30との隙間を充填材で満たす(図8(d))。   After the exhaust device 120 is attached, the vacuum valve 128a is closed, the vacuum valve 128b is opened, the T-shaped flange 121 is set to atmospheric pressure, the flange 124 is opened, and the opening 125 is opened. A filler is potted into the space 31 of the dielectric base 30 from the opening 125, and the gap between the work coil 20 and the dielectric base 30 is filled with the filler (FIG. 8D).

ワークコイル20と誘電体ベース30との隙間を充填材で満たした後、フランジ124を閉じ、真空バルブ128bを閉じ、真空バルブ128aを開放し、真空ポンプ129の排気によってT型フランジ121内を減圧する。この減圧によって、第1のフランジ112の空間112bが減圧され、さらに第1のフランジ112に形成した多数の開口部111aを通して、充填材33側を減圧する。これにより、ポッティングされた充填材33内に含まれる気泡が放出され脱泡が行われる(図8(e))。   After filling the gap between the work coil 20 and the dielectric base 30 with a filler, the flange 124 is closed, the vacuum valve 128b is closed, the vacuum valve 128a is opened, and the inside of the T-shaped flange 121 is decompressed by exhausting the vacuum pump 129. To do. Due to this depressurization, the space 112b of the first flange 112 is depressurized, and the filler 33 side is depressurized through a large number of openings 111a formed in the first flange 112. As a result, bubbles contained in the potted filler 33 are released and defoaming is performed (FIG. 8E).

充填材の減圧脱泡が終了した後、排気装置120およびフランジ(第1のフランジ111,第2のフランジ112)を除去する(図8(f))。   After the vacuum degassing of the filler is completed, the exhaust device 120 and the flanges (first flange 111 and second flange 112) are removed (FIG. 8 (f)).

フランジを除去した際には、第2のフランジ112の開口部111aに入り込んだ充填材がはみ出して突出している。このはみ出し部分31aは、第2のフランジ112を取り外した後、切除して充填後の露出面を平面とする(図8(g))。   When the flange is removed, the filler that has entered the opening 111a of the second flange 112 protrudes and protrudes. The protruding portion 31a is cut off after the second flange 112 is removed, and the exposed surface after filling is made flat (FIG. 8G).

図9に示す手順において、はじめに、PET等の誘電体材によって誘電体ベース30を形成する。この誘電体ベース30は、例えばワークコイルの形状や寸法に応じて、その外形や空間31の形状や寸法を定めて形成する(図9(a))。形成して誘電体ベース30の外周に導電体箱10を取り付ける。複数の導電体板を用いて導電体箱10を形成する場合には、誘電体ベース30の外周面に導電体板を貼り付ける。導電体箱10を形成する際には、被加熱部(図示していない)と対向する面は開放面のままとしておく(図9(b))。図9(a)、図9(b)の工程は、前記した図8(a)、図8(b)の工程と同様である。   In the procedure shown in FIG. 9, first, the dielectric base 30 is formed of a dielectric material such as PET. The dielectric base 30 is formed by determining the outer shape and the shape and size of the space 31 in accordance with, for example, the shape and size of the work coil (FIG. 9A). Then, the conductor box 10 is attached to the outer periphery of the dielectric base 30. When the conductor box 10 is formed using a plurality of conductor plates, the conductor plates are attached to the outer peripheral surface of the dielectric base 30. When the conductor box 10 is formed, the surface facing the heated portion (not shown) is left open (FIG. 9B). The processes of FIGS. 9A and 9B are the same as the processes of FIGS. 8A and 8B described above.

次に、誘電体ベース30に形成される空間31にワークコイル20を取り付け、また、アダプタフランジ81を導電体箱10に取り付けると共に上下位置を反転させる。この取り付けにおいて、ワークコイル20の内で被加熱部を加熱する部分を、被加熱部と対向する面に配置する。一方、ワークコイル20の内で高周波電源側および冷却水の供給側(何れも図示していない)は、誘電体ベース30の下方に形成した開口部、導電体箱10に形成した開口部、および導電体箱10に取り付けたアダプタフランジ81に形成した開口部の各開口部を通して外部に取り出される。   Next, the work coil 20 is attached to the space 31 formed in the dielectric base 30, and the adapter flange 81 is attached to the conductor box 10, and the vertical position is reversed. In this attachment, the part which heats a to-be-heated part in the work coil 20 is arrange | positioned in the surface facing a to-be-heated part. On the other hand, the high-frequency power supply side and the cooling water supply side (both not shown) in the work coil 20 have an opening formed below the dielectric base 30, an opening formed in the conductor box 10, and It is taken out to the outside through each opening of the opening formed in the adapter flange 81 attached to the conductor box 10.

この状態において、前記図8(c)と同様に、ワークコイルの位置ずれを抑制するためにスペーサ32を配置し、コイル間距離を一定に保持させる(図9(c))。   In this state, similarly to FIG. 8C, the spacer 32 is arranged to suppress the displacement of the work coil, and the distance between the coils is kept constant (FIG. 9C).

誘電体ベース30および導電体箱10の組み立て体にワークコイル20を配置した後、空間31を気密状態とするために、誘電体ベース30にフランジ(第1のフランジ111,第2のフランジ112)を取り付ける(図9(d))。   After the work coil 20 is arranged in the assembly of the dielectric base 30 and the conductor box 10, the dielectric base 30 is provided with flanges (first flange 111 and second flange 112) in order to make the space 31 airtight. Is attached (FIG. 9D).

キャップ130を開放して、開口部131から空間31内に充填材をポッティングする(図9(e))。充填材をポッティングした後、開口部131部分に排気装置120を取り付ける。排気装置120(図示していない)を取り付けた後、真空バルブ128b(図示していない)を閉じ、真空バルブ128a(図示していない)を開放して、真空ポンプ129(図示していない)の排気によって減圧する。この減圧によって、ポッティングされた充填材33内に含まれる気泡が放出され脱泡が行われる(図9(f))。充填材の減圧脱泡が終了した後、排気装置120を外し、キャップ130で閉鎖する(図9(g))。   The cap 130 is opened, and the filler is potted into the space 31 from the opening 131 (FIG. 9E). After potting the filler, the exhaust device 120 is attached to the opening 131 portion. After installing the exhaust device 120 (not shown), the vacuum valve 128b (not shown) is closed, the vacuum valve 128a (not shown) is opened, and the vacuum pump 129 (not shown) is opened. Depressurize by exhaust. By this decompression, bubbles contained in the potted filler 33 are released and defoaming is performed (FIG. 9 (f)). After the vacuum degassing of the filler is completed, the exhaust device 120 is removed and the cap 130 is closed (FIG. 9 (g)).

図10は、本発明の高周波誘導加熱装置を被加熱部側から見た平面図であり、基板を取り付けた状態を示している。   FIG. 10 is a plan view of the high-frequency induction heating device of the present invention as seen from the heated portion side, and shows a state where a substrate is attached.

サセプタ70は支持部60によって支持され、基板100はこのサセプタ70上に載置される。サセプタ70は下方位置に配置されるワークコイルによって加熱され、載置する基板100を加熱する。   The susceptor 70 is supported by the support unit 60, and the substrate 100 is placed on the susceptor 70. The susceptor 70 is heated by a work coil disposed at a lower position, and heats the substrate 100 to be placed.

本発明の高周波誘導加熱装置は、スパッタリング装置、CVD装置、アッシング装置、エッチング装置、MBE装置、蒸着装置などの基板加熱に適用することができる。   The high-frequency induction heating apparatus of the present invention can be applied to substrate heating of a sputtering apparatus, a CVD apparatus, an ashing apparatus, an etching apparatus, an MBE apparatus, a vapor deposition apparatus, or the like.

本発明の高周波誘導加熱装置を真空室内に配置して構成を示すブロック図である。It is a block diagram which arrange | positions the high frequency induction heating apparatus of this invention in a vacuum chamber, and shows a structure. 本発明の高周波誘導加熱装置を真空室内に配置して構成を示すブロック図である。It is a block diagram which arrange | positions the high frequency induction heating apparatus of this invention in a vacuum chamber, and shows a structure. 本発明の高周波誘導加熱装置の構成を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the structure of the high frequency induction heating apparatus of this invention. 本発明の高周波誘導加熱装置において充填材を減圧脱泡するための構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example for carrying out the vacuum degassing of the filler in the high frequency induction heating apparatus of this invention. 本発明の高周波誘導加熱装置において充填材を減圧脱泡するための構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example for carrying out the vacuum degassing of the filler in the high frequency induction heating apparatus of this invention. 本発明の高周波誘導加熱装置において充填材を減圧脱泡するための構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example for carrying out the vacuum degassing of the filler in the high frequency induction heating apparatus of this invention. 本発明の高周波誘導加熱装置において排気部による減圧脱泡を説明するための構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example for demonstrating the decompression degassing | defoaming by an exhaust part in the high frequency induction heating apparatus of this invention. 本発明の高周波誘導加熱装置においてポッティングと減圧脱泡の手順を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the procedure of potting and vacuum degassing | defoaming in the high frequency induction heating apparatus of this invention. 本発明の高周波誘導加熱装置においてポッティングと減圧脱泡の手順を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the procedure of potting and vacuum degassing | defoaming in the high frequency induction heating apparatus of this invention. 本発明の高周波誘導加熱装置を被加熱部側から見た平面図である。It is the top view which looked at the high frequency induction heating apparatus of this invention from the to-be-heated part side.

符号の説明Explanation of symbols

1…高周波誘導加熱装置、10…導電体箱、20…ワークコイル、21…高周波シールド、22…高周波電源、30…誘電体ベース、31…空間、31a…はみ出し部、32…スペーサ、33…充填材、40…電界シールド、50…熱輻射低減材、51…上板、52…下板、60…支持部、70…サセプタ(被加熱部)、80…支柱、81…アダプタフランジ、82〜86…Oリング、87…Oリング押さえ板、88…フィールドスルー、90…真空室、100…基板、110…開口部、111…第1のフランジ、111a…開口部、112…第2のフランジ、112a…支柱、112b…空間、113…第3のフランジ、114〜116…Oリング、117,118…平面パッキン、120…排気装置、121…T型フランジ、122〜124…フランジ、125…開口部、126…真空排気口、127…排気配管、128a,128b…真空バルブ、129…真空ポンプ、130…キャップ、131…開口部、132…Oリング。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... High frequency induction heating apparatus, 10 ... Conductor box, 20 ... Work coil, 21 ... High frequency shield, 22 ... High frequency power supply, 30 ... Dielectric base, 31 ... Space, 31a ... Projection part, 32 ... Spacer, 33 ... Filling 40 ... Electric field shield, 50 ... Thermal radiation reducing material, 51 ... Upper plate, 52 ... Lower plate, 60 ... Supporting part, 70 ... Susceptor (heated part), 80 ... Post, 81 ... Adapter flange, 82-86 ... O-ring, 87 ... O-ring retainer plate, 88 ... field through, 90 ... vacuum chamber, 100 ... substrate, 110 ... opening, 111 ... first flange, 111a ... opening, 112 ... second flange, 112a ... strut, 112b ... space, 113 ... third flange, 114-116 ... O-ring, 117, 118 ... flat packing, 120 ... exhaust device, 121 ... T-shaped flange, 122-1 4 ... Flange, 125 ... opening, 126 ... vacuum exhaust port, 127 ... exhaust pipe, 128a, 128b ... vacuum valve 129 ... vacuum pump, 130 ... Cap, 131 ... opening, 132 ... O-ring.

Claims (14)

減圧環境で使用する高周波誘導加熱作用を利用した加熱機構において、
高周波電力の供給を受け、高周波誘導によって被加熱部に誘導電流を流して加熱するワークコイルと、
前記ワークコイルを支持する誘電体ベースと、
前記被加熱部と対向する面を除く前記誘電体ベースの周囲を覆う接地された導電体箱とを備え、
および前記誘電体ベースと前記ワークコイルとの間の空間を熱伝導性の良好な誘電体材から成る充填材で充填することを特徴とする、高周波誘導加熱装置。
In the heating mechanism using the high frequency induction heating action used in the reduced pressure environment,
A work coil that receives high-frequency power and heats the heated portion by induction current by high-frequency induction;
A dielectric base supporting the work coil;
A grounded conductor box covering the periphery of the dielectric base excluding the surface facing the heated portion;
A high-frequency induction heating apparatus, wherein a space between the dielectric base and the work coil is filled with a filler made of a dielectric material having good thermal conductivity.
前記ワークコイルは、内部に冷却水を通水可能とする金属管で形成されることを特徴とする、請求項1に記載の高周波誘導加熱装置。   The high-frequency induction heating apparatus according to claim 1, wherein the work coil is formed of a metal tube that allows cooling water to pass therethrough. 前記誘電体ベースは、PET(ポリエチレンテレフタレート)により前記ワークコイルを収納する空間を有して所定形状に成形される成形体であり、
前記充填材は、前記誘電体ベースの収納空間内に誘電体材をポッティングし、減圧により脱泡することを特徴とする、請求項1に記載の高周波誘導加熱装置。
The dielectric base is a molded body that has a space for housing the work coil by PET (polyethylene terephthalate) and is molded into a predetermined shape,
The high-frequency induction heating device according to claim 1, wherein the filler is defoamed by potting the dielectric material in the dielectric-based storage space and depressurizing.
前記導電体箱は、前記誘電体ベースの外周面に導電性薄板を貼り付けることで構成されることを特徴とする、請求項1又は3に記載の高周波誘導加熱装置。   The high frequency induction heating device according to claim 1 or 3, wherein the conductor box is configured by attaching a conductive thin plate to an outer peripheral surface of the dielectric base. 前記導電体箱を構成する導電性薄板は、分割した複数枚の導電性薄板ユニットで構成されることを特徴とする、請求項4に記載の高周波誘導加熱装置。   The high frequency induction heating device according to claim 4, wherein the conductive thin plate constituting the conductor box is constituted by a plurality of divided conductive thin plate units. 前記ワークコイルの少なくとも高周波電力供給側の一端を覆って気密封止する絶縁体筒を備えることを特徴とする、請求項1から5の何れか1つに記載の高周波誘導加熱装置。   The high-frequency induction heating apparatus according to claim 1, further comprising an insulator cylinder that covers and at least covers one end of the work coil on a high-frequency power supply side. 前記ワークコイルの両端部を前記導電体箱および誘電体ベースに保持するアダプタフランジを備え、
当該アダプタフランジは、前記導電体箱と誘電体ベースとが接続された状態において、前記誘電体ベース内で前記ワークコイルを保持する空間部分と連通する開口部を備え、当該開口部を通して充填材の投入、および誘電体ベース内の空間を減圧するための排気を行うことを特徴とする、請求項1に記載の高周波誘導加熱装置。
An adapter flange for holding both ends of the work coil on the conductor box and the dielectric base;
The adapter flange includes an opening that communicates with a space portion that holds the work coil in the dielectric base in a state where the conductor box and the dielectric base are connected to each other. 2. The high frequency induction heating device according to claim 1, wherein the induction and exhaust for decompressing the space in the dielectric base are performed.
前記誘電体ベースの開放面を真空密閉するフランジを備え、
前記フランジは、誘電体ベースの露出面と密着すると共に複数の開口部を有するPTFEからなる第1のフランジと、
前記第1のフランジの他方の面と密着する金属材により減圧室を構成する第2のフランジとを有し、
前記第1のフランジと第2のフランジとを重ね合わせて前記誘電体ベースに密着させることにより、前記誘電体ベースと前記ワークコイルとの間の空間を密封状態とし、前記第1のフランジの開口部を介することで、前記第2のフランジの減圧室の減圧によって前記空間を減圧し、当該空間内に充填した充填材を脱泡すること特徴とする、請求項1に記載の高周波誘導加熱装置。
A flange for vacuum-sealing the open surface of the dielectric base;
The flange is in close contact with the exposed surface of the dielectric base and has a first flange made of PTFE having a plurality of openings;
A second flange constituting a decompression chamber with a metal material in close contact with the other surface of the first flange;
The first flange and the second flange are overlapped and brought into close contact with the dielectric base, whereby the space between the dielectric base and the work coil is sealed, and the opening of the first flange is set. 2. The high frequency induction heating device according to claim 1, wherein the space is depressurized by depressurization of the depressurization chamber of the second flange, and the filler filled in the space is degassed by passing through the section. .
高周波電力の供給を受け、高周波誘導によって被加熱部に誘導電流を流して加熱するワークコイルと、
前記ワークコイルを支持する誘電体ベースと、
前記被加熱部と対向する面を除く前記誘電体ベースの周囲を覆う接地された導電体箱とを備え、
前記誘電体ベースと前記ワークコイルとの間の空間を熱伝導性の良好な誘電体材から成る充填材とを備える高周波誘導加熱装置を製造する製造方法において、
前記誘電体ベースの開放面を真空密閉するフランジを備え、
前記フランジは、誘電体ベースの露出面と密着するPTFEからなる第1のフランジと、
前記第1のフランジの他方の面と密着する金属材からなる第2のフランジとを有し、
前記第1のフランジと第2のフランジとを重ね合わせて前記誘電体ベースに密着させることにより、前記誘電体ベースと前記ワークコイルとの間の空間を密封状態とし、当該空間を減圧することによって、当該空間内に充填した充填材を脱泡することを特徴とする、高周波誘導加熱装置の製造方法。
A work coil that receives high-frequency power and heats the heated portion by induction current by high-frequency induction;
A dielectric base supporting the work coil;
A grounded conductor box covering the periphery of the dielectric base excluding the surface facing the heated portion;
In a manufacturing method for manufacturing a high-frequency induction heating apparatus including a space between the dielectric base and the work coil and a filler made of a dielectric material having good thermal conductivity,
A flange for vacuum-sealing the open surface of the dielectric base;
The flange includes a first flange made of PTFE in close contact with the exposed surface of the dielectric base;
A second flange made of a metal material in close contact with the other surface of the first flange;
By overlapping the first flange and the second flange and bringing them into close contact with the dielectric base, the space between the dielectric base and the work coil is sealed, and the space is decompressed. A method for producing a high-frequency induction heating apparatus, wherein the filler filled in the space is degassed.
前記第1のフランジ又は誘電体ベースの少なくとも何れか一方、および前記第1のフランジ又は第2のフランジの少なくとも何れか一方にOリング溝を備えることを特徴とする、請求項9に記載の高周波誘導加熱装置の製造方法。   The high frequency according to claim 9, further comprising an O-ring groove in at least one of the first flange and the dielectric base and at least one of the first flange and the second flange. A method for manufacturing an induction heating apparatus. 前記第1のフランジと誘電体ベースとの間、および前記第1のフランジと第2のフランジとの間に、平面パッキンを挿入し、前記第1のフランジと誘電体ベースの対向面の少なくとも何れか一方の面、および、前記第1のフランジと第2のフランジの対向面の少なくとも何れか一方の面をシール面とすることを特徴とする、請求項9に記載の高周波誘導加熱装置の製造方法。   A planar packing is inserted between the first flange and the dielectric base, and between the first flange and the second flange, and at least one of the opposing surfaces of the first flange and the dielectric base. The manufacturing method of the high frequency induction heating device according to claim 9, wherein at least one of the one surface and the opposing surfaces of the first flange and the second flange is a sealing surface. Method. 前記第1のフランジと第2のフランジは、重ね合わせた状態において連通する位置にそれぞれ開口部を備え、当該両開口部を通して充填材の投入および真空排気を行うことを特徴とする、請求項9から11の何れか1つに記載の高周波誘導加熱装置の製造方法。   The first flange and the second flange are each provided with an opening at a position where they communicate with each other in an overlapped state, and charging of the filler and evacuation are performed through the both openings. The manufacturing method of the high frequency induction heating apparatus as described in any one of 1-11. 前記第2のフランジに対して、真空装置と接続する接続フランジを備え、
当該接続フランジは、第2のフランジと重ね合わせた状態において、第2のフランジが備える開口部と連通する位置に開口部を備え、当該両開口部を通して充填材の投入および排気を行うことを特徴とする、請求項9から11の何れか1つに記載の高周波誘導加熱装置の製造方法。
A connection flange connected to a vacuum device is provided for the second flange,
The connection flange includes an opening at a position communicating with the opening provided in the second flange in a state where the connection flange is overlapped with the second flange, and the filler is charged and exhausted through the both openings. A method for manufacturing a high-frequency induction heating device according to any one of claims 9 to 11.
前記ワークコイルの両端部を前記導電体箱および誘電体ベースに保持するアダプタフランジを備え、
当該アダプタフランジは、前記導電体箱および誘電体ベースとの接続状態において、前記誘電体ベースと前記ワークコイルとの間に形成される空間と連通する開口部を備え、当該開口部を通して充填材の投入、および誘電体ベース内の空間を減圧するための排気を行うことを特徴とする、請求項9に記載の高周波誘導加熱装置の製造方法。
An adapter flange for holding both ends of the work coil on the conductor box and the dielectric base;
The adapter flange includes an opening communicating with a space formed between the dielectric base and the work coil in a connection state between the conductor box and the dielectric base, and the filler flange is formed through the opening. 10. The method of manufacturing a high frequency induction heating device according to claim 9, wherein the charging and the exhaust for depressurizing the space in the dielectric base are performed.
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