JPH0434888A - 誘導加熱方式 - Google Patents
誘導加熱方式Info
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- JPH0434888A JPH0434888A JP2140704A JP14070490A JPH0434888A JP H0434888 A JPH0434888 A JP H0434888A JP 2140704 A JP2140704 A JP 2140704A JP 14070490 A JP14070490 A JP 14070490A JP H0434888 A JPH0434888 A JP H0434888A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- General Induction Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は誘導加熱方式に関し、特に板状の物体を誘導加
熱する誘導加熱方式に関する。
熱する誘導加熱方式に関する。
一般に、誘導加熱法は交流磁界によって被加熱物内に渦
電流を発生させ、その渦電流損による発熱によって被加
熱物を直接加熱できる方法であり、金属、カーボン、ゲ
ルマニウム、溶融ガラスなどを効率良く加熱する方法と
して広く使われている。
電流を発生させ、その渦電流損による発熱によって被加
熱物を直接加熱できる方法であり、金属、カーボン、ゲ
ルマニウム、溶融ガラスなどを効率良く加熱する方法と
して広く使われている。
従来の誘導加熱方式は、棒状や直方体状の被加熱物をソ
レノイド状の加熱コイル中に設置し加熱する方式があっ
た。
レノイド状の加熱コイル中に設置し加熱する方式があっ
た。
従来の誘導加熱方式を第4図を用いて説明する。
第4図において、従来の誘導加熱方式はソレノイド状加
熱コイル10.11を用いて、板状の被加熱物12を効
率良く加熱するために、二つのソレノイド状加熱コイル
10.11を近接させ、二つのソレノイド状加熱コイル
10.11からの磁束の漏れを減少させることによって
、二つのソレノイド状加熱コイル10.11間に比較的
誘導磁界強度の高い空間を形成し、そこに板状の被加熱
物12を設置して誘導加熱を行っていた。
熱コイル10.11を用いて、板状の被加熱物12を効
率良く加熱するために、二つのソレノイド状加熱コイル
10.11を近接させ、二つのソレノイド状加熱コイル
10.11からの磁束の漏れを減少させることによって
、二つのソレノイド状加熱コイル10.11間に比較的
誘導磁界強度の高い空間を形成し、そこに板状の被加熱
物12を設置して誘導加熱を行っていた。
上述した従来の誘導加熱方式は、二つのソレノイド状加
熱コイル間に比較的誘導磁界強度の高い空間を形成し、
そこに板状の被加熱物を設置して誘導加熱を行う方式と
なっているので、例えば、大面積ガラス基板上の半導体
層や蒸着金属層、金属板などの板状の物体を誘導加熱し
ようとすると、半導体層や蒸着金属層、金属板中で発生
した熱が、大面積ガラス基板へ伝導によって逃げたり、
半導体層や蒸着金属層、金属板を横方向へ逃げたりする
ために加熱効率が低く、そのために、大容量の電源を使
用する必要があるという欠点や、誘導加熱以外の手段に
よって被加熱物を補助加熱することによって誘導加熱を
促進させる必要があるという欠点がある。
熱コイル間に比較的誘導磁界強度の高い空間を形成し、
そこに板状の被加熱物を設置して誘導加熱を行う方式と
なっているので、例えば、大面積ガラス基板上の半導体
層や蒸着金属層、金属板などの板状の物体を誘導加熱し
ようとすると、半導体層や蒸着金属層、金属板中で発生
した熱が、大面積ガラス基板へ伝導によって逃げたり、
半導体層や蒸着金属層、金属板を横方向へ逃げたりする
ために加熱効率が低く、そのために、大容量の電源を使
用する必要があるという欠点や、誘導加熱以外の手段に
よって被加熱物を補助加熱することによって誘導加熱を
促進させる必要があるという欠点がある。
本発明の誘導加熱方式は、二つの平面状渦巻き加熱コイ
ルを有し、前記二つの平面状渦巻き加熱コイルの渦の中
心が直線上に配置されるように二枚の平行平面上にそれ
ぞれ配置し、さらに前記二つの平面状渦巻き加熱コイル
の渦の中心での誘導磁界の向きが同一となるように直列
接続し、被加熱物を前記二枚の平行平面間に設置して加
熱するか、または、板状の被加熱物を誘導加熱するに際
し、前記板状の被加熱物に近接して少なくとも一層の高
融点金属層を備え、前記高融点金属層を誘導加熱して補
助加熱することにより、前記板状の被加熱物の誘導加熱
を促進させる方法を有している。
ルを有し、前記二つの平面状渦巻き加熱コイルの渦の中
心が直線上に配置されるように二枚の平行平面上にそれ
ぞれ配置し、さらに前記二つの平面状渦巻き加熱コイル
の渦の中心での誘導磁界の向きが同一となるように直列
接続し、被加熱物を前記二枚の平行平面間に設置して加
熱するか、または、板状の被加熱物を誘導加熱するに際
し、前記板状の被加熱物に近接して少なくとも一層の高
融点金属層を備え、前記高融点金属層を誘導加熱して補
助加熱することにより、前記板状の被加熱物の誘導加熱
を促進させる方法を有している。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の第1の実施例を示す図である。
第1図において、本第1の実施例は平面状渦巻き加熱コ
イル(以下加熱コイルと記す)1,2と、板状の被加熱
物3とを有して成り、加熱コイル1,2は被加熱物3を
はさむように設置し、さらに加熱コイル1.2の渦の中
心での誘導磁界の向きが同一となゆように直列接続して
いる。すなわち、加熱コイル1.2に印加される電流の
渦の方向が一致するように直列接続している。
イル(以下加熱コイルと記す)1,2と、板状の被加熱
物3とを有して成り、加熱コイル1,2は被加熱物3を
はさむように設置し、さらに加熱コイル1.2の渦の中
心での誘導磁界の向きが同一となゆように直列接続して
いる。すなわち、加熱コイル1.2に印加される電流の
渦の方向が一致するように直列接続している。
次に、本第1の実施例の特性について説明する。
第3図は本第1の実施例で使われた平面状渦巻き加熱コ
イルの中心線AA上の誘導磁界の強度分布の一例を示す
図である。
イルの中心線AA上の誘導磁界の強度分布の一例を示す
図である。
第3図において、加熱コイルは、誘導磁界の分布を示す
ための中心線(A−A>を示し、また、加熱コイルの直
径は数1からl0CID程度で、巻数は数ターンから1
0タ一ン程度である。また、二つの渦巻き加熱コイル間
の距離は数龍から歌口である。また、第3図は、中心線
(A−A)に沿った、加熱コイルに垂直な方向の誘導磁
界分布を示している。
ための中心線(A−A>を示し、また、加熱コイルの直
径は数1からl0CID程度で、巻数は数ターンから1
0タ一ン程度である。また、二つの渦巻き加熱コイル間
の距離は数龍から歌口である。また、第3図は、中心線
(A−A)に沿った、加熱コイルに垂直な方向の誘導磁
界分布を示している。
参考に、第5図は、従来の誘導加熱方式で用いられてき
たソレノイド型加熱コイルのBBB10誘導磁界分布を
、第3図に倣って示したものである。従来方式のソレノ
イド状加熱コイルでは、第5図に示すように、ソレノイ
ド状加熱コイル内にほぼ−様の強度の誘導磁界を発生さ
せることができる。そこで、従来方式のソレノイド状加
熱コイルの巻数を増やすことによって、比較的大きな体
積空間ではほぼ−様な強度の誘導磁界を発生させること
が可能である。しかし、従来方式のソレノイド状加熱コ
イルでは、巻数を増やしても最大磁界強度を増やすこと
ができない。
たソレノイド型加熱コイルのBBB10誘導磁界分布を
、第3図に倣って示したものである。従来方式のソレノ
イド状加熱コイルでは、第5図に示すように、ソレノイ
ド状加熱コイル内にほぼ−様の強度の誘導磁界を発生さ
せることができる。そこで、従来方式のソレノイド状加
熱コイルの巻数を増やすことによって、比較的大きな体
積空間ではほぼ−様な強度の誘導磁界を発生させること
が可能である。しかし、従来方式のソレノイド状加熱コ
イルでは、巻数を増やしても最大磁界強度を増やすこと
ができない。
一方、本第1の実施例の加熱コイル1,2では、第3図
に示されるように中心部で高強度、外周部で低強度の誘
導磁界を作ることができる。
に示されるように中心部で高強度、外周部で低強度の誘
導磁界を作ることができる。
さらに、巻数を増やすことによって、最大磁界強度を増
加させることが可能である。そのために、第4図に示し
た二つのソレノイド型加熱コイル10.11を用いた、
従来の誘導加熱方式では不可能であった高磁界強度空間
を、二つの渦巻き状の加熱コイル1.2間のコイルの中
心近傍に形成することができる。
加させることが可能である。そのために、第4図に示し
た二つのソレノイド型加熱コイル10.11を用いた、
従来の誘導加熱方式では不可能であった高磁界強度空間
を、二つの渦巻き状の加熱コイル1.2間のコイルの中
心近傍に形成することができる。
この結果、本第1の実施例では、従来の誘導加熱方式に
比較して小容量の電源で加熱することができる0本第1
の実施例では、加熱コイル1,2の中心近傍では、簡単
に短時間に1000℃以上の高温に金属板を加熱できる
。また、本第1の実施例では、使用した電源に対応した
加熱コイルの形状を例として説明したが、コイルの大き
さや巻数などを変更しても本発明を実施できることは上
記の説明により明らかである。
比較して小容量の電源で加熱することができる0本第1
の実施例では、加熱コイル1,2の中心近傍では、簡単
に短時間に1000℃以上の高温に金属板を加熱できる
。また、本第1の実施例では、使用した電源に対応した
加熱コイルの形状を例として説明したが、コイルの大き
さや巻数などを変更しても本発明を実施できることは上
記の説明により明らかである。
第2図は本発明の第2の実施例が適用される半導体層の
一例を示す図である。
一例を示す図である。
第2図において、本第2の実施例はガラス基板4と、気
相成長法(CVD)や真空蒸着法で堆積させたシリコン
層5と、CVD5iO□層6と、蒸着法で堆積させたタ
ンタル層7と、低抵抗シリコン基板8とを備えている。
相成長法(CVD)や真空蒸着法で堆積させたシリコン
層5と、CVD5iO□層6と、蒸着法で堆積させたタ
ンタル層7と、低抵抗シリコン基板8とを備えている。
低抵抗シリコン基板8が高融点金属層に該当するもので
ある。
ある。
本第2の実施例では、ガラス基板4は厚さがl mm程
度、シリコン層5は厚さが1μm程度、CVD5i02
層6が厚さが0.5μm程度、タンタル層7は厚さが2
μm程度、低抵抗シリコン基板8は厚さが0.5鰭程度
のものを用いている。
度、シリコン層5は厚さが1μm程度、CVD5i02
層6が厚さが0.5μm程度、タンタル層7は厚さが2
μm程度、低抵抗シリコン基板8は厚さが0.5鰭程度
のものを用いている。
第2図において、本第2の実施例ではガラス基板4.シ
リコン層5,5i02層6.タンタル層7は、一体止さ
れた基板9を構成し、シリコン層5が最終的な被加熱物
である。高融点金属層に該当する低抵抗シリコン基板8
の抵抗値は低いのが望ましいが、本第2の実施例では数
mΩ・1程度の抵抗値のシリコン基板を用いている。一
体止された基板9は、第2図のように低抵抗シリコン基
板8と近接させて配置し、誘導磁界中に設置しである。
リコン層5,5i02層6.タンタル層7は、一体止さ
れた基板9を構成し、シリコン層5が最終的な被加熱物
である。高融点金属層に該当する低抵抗シリコン基板8
の抵抗値は低いのが望ましいが、本第2の実施例では数
mΩ・1程度の抵抗値のシリコン基板を用いている。一
体止された基板9は、第2図のように低抵抗シリコン基
板8と近接させて配置し、誘導磁界中に設置しである。
一体止された基板9と低抵抗シリコン基板8とは、密着
させても、数百ミクロンの距離に離しても効率良く誘導
加熱できた。すなわち、低抵抗シリコン基板8からガラ
ス基板4へは、輻射か伝導の少なくともどちらか一方で
熱が伝わるように配置されている。
させても、数百ミクロンの距離に離しても効率良く誘導
加熱できた。すなわち、低抵抗シリコン基板8からガラ
ス基板4へは、輻射か伝導の少なくともどちらか一方で
熱が伝わるように配置されている。
次に、本第2の実施例の誘導加熱の動作について説明す
る。
る。
誘導磁界中に設置された低抵抗シリコン基板8と、一体
止された基板9のタンタル層7はともに抵抗値が低いの
で、その中で効率良く誘導渦電流を発生させられる。尚
、タンタル層7の効果については、本発明者が、絶縁性
基板上に良質の半導体層を形成した基体の製造方法を提
供するために発明した「高周波アニール法」 (昭和6
0年特許願第60−160690号)に詳細に述べてい
るが、まずタンタル層7中に選択的に誘導渦電流を発生
させ加熱することにより、近接したシリコン層5を熱伝
導によって加熱する。その結果、シリコン層5中に熱キ
ャリアが発生するから、シリコン層5の抵抗値が下がる
。抵抗値が下がると高周波電波の吸収係数が増加するの
で、吸収エネルギーが増加し、シリコン層5の温度がさ
らに上昇する。温度が上昇するとシリコン層5中のキャ
リア濃度が指数関数的に増加し、抵抗値が下がる。この
ような正帰還がかかってシリコン層5中にエネルギーを
閉じ込めることができ、シリコン層5を選択的に加熱で
きる。
止された基板9のタンタル層7はともに抵抗値が低いの
で、その中で効率良く誘導渦電流を発生させられる。尚
、タンタル層7の効果については、本発明者が、絶縁性
基板上に良質の半導体層を形成した基体の製造方法を提
供するために発明した「高周波アニール法」 (昭和6
0年特許願第60−160690号)に詳細に述べてい
るが、まずタンタル層7中に選択的に誘導渦電流を発生
させ加熱することにより、近接したシリコン層5を熱伝
導によって加熱する。その結果、シリコン層5中に熱キ
ャリアが発生するから、シリコン層5の抵抗値が下がる
。抵抗値が下がると高周波電波の吸収係数が増加するの
で、吸収エネルギーが増加し、シリコン層5の温度がさ
らに上昇する。温度が上昇するとシリコン層5中のキャ
リア濃度が指数関数的に増加し、抵抗値が下がる。この
ような正帰還がかかってシリコン層5中にエネルギーを
閉じ込めることができ、シリコン層5を選択的に加熱で
きる。
本第2の実施例では低抵抗シリコン基板8も同時に誘導
加熱し、そこからの熱伝導や輻射によって一体化された
基板9を補助加熱して、誘導加熱を行う。この結果、従
来方式と同じ容量の電源を使用しても、従来方式より数
百度以上高温に加熱することが可能になる。上記の本第
2の実施例では、高融点金属層を低抵抗シリコン基板8
として説明したが、タングステン、モリブデン、タンタ
ルなどを用いても本発明を実施できることは明らかであ
る。
加熱し、そこからの熱伝導や輻射によって一体化された
基板9を補助加熱して、誘導加熱を行う。この結果、従
来方式と同じ容量の電源を使用しても、従来方式より数
百度以上高温に加熱することが可能になる。上記の本第
2の実施例では、高融点金属層を低抵抗シリコン基板8
として説明したが、タングステン、モリブデン、タンタ
ルなどを用いても本発明を実施できることは明らかであ
る。
以上説明したように本発明は、二つの平面状渦巻き加熱
コイルを有し、二つの平面状渦巻き加熱コイルの渦の中
心が直線上に配置されるように、二枚の平行平面上にそ
れぞれ配置し、さらに二つの平面状渦巻き加熱コイルの
渦の中心での誘導磁界の向きが同一となるように直列接
続し、被加熱物を二枚の平行平面間に設置して加熱する
か、または、板状の被加熱物を誘導加熱するに際し、板
状の被加熱物に近接して少なくとも一層の高融点金属層
を備え、高融点金属層を誘導加熱して補助加熱すること
によって板状の被加熱物の誘導加熱を促進させることに
より、従来方式より小容量の電源を用いても効率よく板
状のものを加熱することが可能になるので、従来方式よ
り大面積の板状のものを加熱できる誘導加熱装置の小型
化ができるようになるとともに、低価格で誘導加熱装置
を提供できるという効果がある。
コイルを有し、二つの平面状渦巻き加熱コイルの渦の中
心が直線上に配置されるように、二枚の平行平面上にそ
れぞれ配置し、さらに二つの平面状渦巻き加熱コイルの
渦の中心での誘導磁界の向きが同一となるように直列接
続し、被加熱物を二枚の平行平面間に設置して加熱する
か、または、板状の被加熱物を誘導加熱するに際し、板
状の被加熱物に近接して少なくとも一層の高融点金属層
を備え、高融点金属層を誘導加熱して補助加熱すること
によって板状の被加熱物の誘導加熱を促進させることに
より、従来方式より小容量の電源を用いても効率よく板
状のものを加熱することが可能になるので、従来方式よ
り大面積の板状のものを加熱できる誘導加熱装置の小型
化ができるようになるとともに、低価格で誘導加熱装置
を提供できるという効果がある。
る。
1.2・・・平面状渦巻き加熱コイル、3.12・・・
板状の被加熱物、4・・・ガラス基板、5・・・シリコ
ン層、6・・・CVD5i02層、7・・・タンタル層
、8・・・低抵抗シリコン基板、9・・・一体止された
基板、10.11・・・ソレノイド状加熱コイル。
板状の被加熱物、4・・・ガラス基板、5・・・シリコ
ン層、6・・・CVD5i02層、7・・・タンタル層
、8・・・低抵抗シリコン基板、9・・・一体止された
基板、10.11・・・ソレノイド状加熱コイル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、二つの平面状渦巻き加熱コイルを有し、前記二つの
平面状渦巻き加熱コイルの渦の中心が直線上に配置され
るように二枚の平行平面上にそれぞれ配置し、さらに前
記二つの平面状渦巻き加熱コイルの渦の中心での誘導磁
界の向きが同一となるように直列接続し、被加熱物を前
記二枚の平行平面間に設置して加熱することを特徴とす
る誘導加熱方式。 2、板状の被加熱物を誘導加熱するに際し、前記板状の
被加熱物に近接して少なくとも一層の高融点金属層を備
え、前記高融点金属層を誘導加熱して補助加熱すること
により、前記板状の被加熱物の誘導加熱を促進させるこ
とを特徴とする請求項1記載の誘導加熱方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2140704A JPH0434888A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 誘導加熱方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2140704A JPH0434888A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 誘導加熱方式 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0434888A true JPH0434888A (ja) | 1992-02-05 |
Family
ID=15274793
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2140704A Pending JPH0434888A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 誘導加熱方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0434888A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5416341A (en) * | 1993-02-22 | 1995-05-16 | Nec Corporation | Substrate for a semiconductor device and method for manufacturing a semiconductor device from the substrate |
JP2002343946A (ja) * | 2001-03-16 | 2002-11-29 | Canon Inc | 半導体膜及びその製造方法 |
JP2007294207A (ja) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Toshio Wakamatsu | 高周波誘導加熱装置および方法 |
JP2008281287A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Toshio Wakamatsu | 電気式連続湯沸器 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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