JPH11297627A - 熱処理炉のヒータ構造 - Google Patents

熱処理炉のヒータ構造

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JPH11297627A
JPH11297627A JP9371298A JP9371298A JPH11297627A JP H11297627 A JPH11297627 A JP H11297627A JP 9371298 A JP9371298 A JP 9371298A JP 9371298 A JP9371298 A JP 9371298A JP H11297627 A JPH11297627 A JP H11297627A
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JP
Japan
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plate
heater
insulating material
heat treatment
heat insulating
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Application number
JP9371298A
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English (en)
Inventor
Eiji Hosaka
英二 保坂
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Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH11297627A publication Critical patent/JPH11297627A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 素線の曲げ加工に起因する上述の様々な問題
点を解決し、ヒータの高出力化、応答特性の改善、熱処
理の均一性、長寿命化を図ることができる熱処理炉のヒ
ータ構造を得る。 【解決手段】 線状の抵抗発熱体を面上に波状に設けて
ヒータ面を構成するようにした熱処理炉のヒータ構造に
おいて、前記線状の抵抗発熱体を平板状の抵抗発熱体を
波状に切断することにより形成するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体製造装置
等に用いられる熱処理炉のヒータ構造に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図10は従来の熱処理炉を示す全体斜視
図である。熱処理炉1は、円筒状に形成されたヒータ2
を炉壁である断熱材3で覆った構造をなしている。ヒー
タ2は、細い線状発熱線(以下素線という)4を波形状
に加工し、ヒータ2の全体表面(ヒータ面)に使用され
る長さを増大して、所定の発熱量が得られるように構成
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このヒータ2を形成す
る素線4は、素線を曲げ加工して得るもので、素線4の
曲げ半径およびその精度には限界があるため、素線間に
隙間が生じ易く、したがって、ヒータ面上の線密度を高
めて高出力を得るには限界がある。また、素線の表面積
が小さいため、放熱性が悪く、ヒータとしての応答特性
が悪くなり温度リカバリー時間が長くなる。一方、素線
を太くし、線密度を高め、また素線の表面積を大きくし
て温度リカバリー時間を短くすると共に高出力を図ろう
とすると、所定の高さのヒータゾーンに収まらなくな
る。また、素線を太く(断面積を大きく)できないこと
から、ヒータの長寿命化を図ることも困難となり、さら
には素線の曲げから生じるストレスにより、寿命が短く
なる。またさらには、曲げ加工は高精度が得られないの
で、ヒータの全体形状寸法、抵抗値、線密度の誤差が大
きくなり、均一な熱処理が行えないという問題点もあ
る。
【0004】そこで、この発明の目的は、素線の曲げ加
工に起因する上述の様々な問題点を解決し、ヒータの高
出力化、応答特性の改善、熱処理の均一性、長寿命化を
図ることができる熱処理炉のヒータ構造を提供すること
にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、この発明は、線状の抵抗発熱体を面上に波状に設
けてヒータ面を構成するようにした熱処理炉のヒータ構
造において、前記線状の抵抗発熱体を平板状の抵抗発熱
体を波状に切断することにより形成するようにしたもの
である。
【0006】このような構成によれば、ヒータ面を構成
する線状の抵抗発熱体は、素線を波状に曲げ加工して形
成されるものではなく、平板状の抵抗発熱体を波状に切
断することにより形成されるものであるため、従来のよ
うに素線の曲げ半径の大きさ及び曲げ加工の精度の制限
を受けることなく、素線間に不均一に生じる隙間を減少
でき、したがって、ヒータ面上の線密度を高めて高出力
を得ることができる。また、素線の表面積を大きくする
(薄くする)ことも容易であるため、放熱性を良くする
ことができ、ヒータとしての応答特性を向上させること
ができ、温度リカバリー時間を短くすることができる。
また、素線の断面積を大きくする(表面積を大きくする
ことによる)ことができると共に、従来のような曲げに
よるストレスが加わることもないので、ヒータの長寿命
化を実現できる。さらにまた、高精度な形状加工ができ
るので、ヒータの全体形状寸法、抵抗値、線密度の誤差
が少なくなり、均一な熱処理が行えるようになる。
【0007】
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態を図面を用いて説明する。図1はこの発明の
実施の形態1における熱処理炉を示す斜視図、図2は板
状素線とその取付方を詳細に示す、正面図(a)、及び
側面図(b)である。図1において、熱処理炉1Aは、
円筒状に形成されたヒータ2Aを炉壁である断熱材3で
覆った構造をなしている。ヒータ2Aは、板状の発熱体
を波形状に加工してなる板状素線4Aを、ヒータ面を構
成する断熱材3表面に並べるよう取り付けて構成され
る。
【0008】板状素線4Aは、板状の抵抗発熱体から、
プレス加工による打ち抜きや、レーザ切断機等の切断を
用いることにより形成される。したがって、このような
板状素線4Aを板状の抵抗発熱体から得る場合は、曲げ
加工する必要がなく、したがって、従来のような、曲げ
加工に伴う種々の問題を解決することができ、ヒータ2
Aの製作精度を高めることができる。
【0009】なお、プレス加工による打ち抜きの場合、
打ち抜かれた板状素線4Aの周縁部にバリが生じ易く、
この部分に電流集中が生じるという別問題が生じるが、
レーザ切断の場合は、成形性が良くてこのような問題も
生じない。
【0010】図2に示されるように、板状素線4Aは、
Cで示す波状の湾曲部に丸みが形成されて電流集中を防
止するよう工夫されている。すなわち、この湾曲部を図
4に示す板状素線4Bのように、矩形状に形成した場合
は、電流は抵抗が小さくなるよう、最短距離を流れよう
とする結果、図4のI線で示すように電流が流れ、矩形
状の角部C1〜C6に電流集中が生じることとなる。そ
こで、この実施の形態では、板状素線4Aが矩形状の部
分を有さない形状とすることにより、電流集中部が板状
素線4A内に形成されないようにしている。
【0011】そして、この実施の形態では、図2に示さ
れるように湾曲部頂点部の適所(波状の1周期半毎)の
位置にピン部4A−1を形成して、このピン部4A−1
を断熱材3に差し込むことで、断熱材3に板状素線4A
を取り付ける。なお、このピン部4A−1はレーザ切断
で板状素線4Aを切断するときに、このピン部4A−1
をも含めた形状(平面形状)に切断し、切断された後で
ピン部を折り曲げて形成する。
【0012】なお、断熱材3への板状素線の取付方は、
図3(a)に示すように、断熱材3側に板状素線の取付
け用溝3aを形成して、この取付け用溝3aに板状素線
4Cを係止するようにしても良い。また、図3(b)に
示すように、溝3bをV型のようにテーパー状にするこ
とで、板状素線4Cを組み込みやすくなり、また板状素
線4Cの背面部4C−1を断熱材3から浮かすことがで
き、接触による伝熱ロスを少なくすることができる。こ
の場合、板状素線4Cに断熱材3への取付けのためのピ
ン部は不要となる。なお、図1では円筒形のヒータで図
示しているが、平面状にした平行平板の形状としても良
い。この場合、四角形で組む場合6面の平行平板発熱体
による構造になる。四角より多い多面体構造でも同様で
ある。
【0013】実施の形態2.以下、図5、図6を用いて
実施の形態2について説明する。図5は実施の形態2に
おける板状素線を示す図であり、(a)は平面図、
(b)は側面図、(c)は上面図である。また、図6は
図5に示した板状素線の断熱材への取付構造を示す図で
あり、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は上面
図である。
【0014】板状素線4Dは、波状の湾曲部がやはり丸
みを有するように形成されるが、その湾曲部の各頂点部
にピン部4D−1が形成される。このピン部4D−1の
先端は楔状とされ、その先端部近傍に脱落防止用のピン
穴4D−1aが形成されている。ピン穴4D−1aに
は、図6(c)に示されるように、ピン部4D−1を断
熱材3に差し込んだ後、ピン6が挿通される。ピン6は
ピン部4D−1が断熱材3から抜けるのを防止する。
【0015】実施の形態3.以下、図7〜図9を用いて
実施の形態3について説明する。図7は実施の形態3に
おける板状素線を断熱材(炉壁)に取り付けた状態を示
す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)
は上面図である。実施の形態3における板状素線4E
は、これまでの実施の形態に示した取付ピン部が形成さ
れず、断熱材(炉壁)3への取付に別体の固定具7を使
用するようにしたものである。また、これまでの実施の
形態における、板状素線は断熱材(炉壁)の周囲方向に
沿うように取り付けたが、実施の形態3では炉壁の高さ
方向に沿って板状素線を取り付けるようにしたものであ
る。
【0016】図8は固定具7を示す図であり、(a)は
本体部正面図、(b)は同側面図、(c)は同平面図、
(d)はピンを示す正面図、(e)は同側面図、
(f),(g)はピンの他の構造例を示す図である。こ
の固定具7は、固定具本体部17とピン18とからな
り、固定具本体部17は、断熱材3への差し込みピン部
17aと、板状素線4Eの押さえ部17bとを一体とし
て有する。差し込みピン部17aの先端は楔状となって
おり、その先端部近傍にピン18のピン穴17cが形成
されている。これら差し込みピン部17aと、押さえ部
17bは円形状断面をなしている。
【0017】そして、この固定具7による板状素線4E
の断熱材3壁面への取付は、板状素線4Eの波状の隙間
(波状の左右頂点部近傍の2カ所)を通して、差し込み
ピン部17aを断熱材3に差し込み、押さえ部17bに
より板状素線4Eの波状部4E−1,4E−2を押さえ
るようにする。このような構成によれば、板状素線4E
とそれを断熱材3へ取付固定するための取付部を別体と
して作るため、板状素線4Eを形成するときに、実施の
形態1や2に示したような取付ピン部の形成が不要とな
り、したがって、レーザ切断後の取付ピン部の曲げ加工
が不要となって、製造効率を高めることができる。
【0018】なお、図8に示した固定具7は、その固定
具本体部17とピン18の各部断面形状を円形とした
が、四角形状としても良い。図9は、各部断面形状を四
角形状とした場合の固定具7Aを示している。この場
合、固定具本体部19の差し込みピン部19aと、押さ
え部19b、及びピン20の各部断面が四角形状をなし
ている。19cはピン20のピン穴である。また、図8
の(f),(g)にピン18aとして示すように、同図
(d),(e)で示したピン18を2つつなげた形(コ
の字型)とすることでピンの本数を半分にすることもで
きる。
【0019】
【発明の効果】以上に詳述したように、この発明は、線
状の抵抗発熱体を面上に波状に設けてヒータ面を構成す
るようにした熱処理炉のヒータ構造において、前記線状
の抵抗発熱体を平板状の抵抗発熱体を波状に切断するこ
とにより形成するようにしたため、従来のように素線の
曲げ半径の大きさ及び曲げ加工の精度の制限を受けるこ
となく、素線間に不均一に生じる隙間を減少でき、した
がって、ヒータ面上の線密度を高めて高出力を得ること
ができる。また、素線の表面積を大きくすることも容易
であるため、放熱性を良くすることができ、ヒータとし
ての応答特性を向上させることができ、温度リカバリー
時間を短くすることができる。また、素線の断面積を大
きくすることができると共に、従来のような曲げによる
ストレスが加わることもないので、ヒータの長寿命化を
実現できる。さらにまた、高精度な形状加工ができるの
で、ヒータの全体形状寸法、抵抗値、線密度の誤差が少
なくなり、均一な熱処理が行えるようになるという効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1における熱処理炉を示
す斜視図である。
【図2】板状素線とその取付方を示す、正面図(a)、
及び側面図(b)である。
【図3】(a),(b)は板状素線とその取付方の他の
例を示す側面図である。
【図4】板状素線を矩形状に形成した場合の電流の流れ
を示す図である。
【図5】実施の形態2における板状素線を示す図であ
り、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は上面図
である。
【図6】図5に示した板状素線の断熱材への取付構造を
示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図、
(c)は上面図である。
【図7】実施の形態3における板状素線を断熱材(炉
壁)に取り付けた状態を示す図であり、(a)は平面
図、(b)は側面図、(c)は上面図である。
【図8】固定具を示す図であり、(a)は本体部正面
図、(b)は同側面図、(c)は同平面図、(d)はピ
ンを示す正面図、(e)は同側面図、(f)はピンの他
の例を示す正面図、(g)はその側面図である。
【図9】固定具の他の形態を示す図であり、(a)は本
体部正面図、(b)は同側面図、(c)は同平面図、
(d)はピンを示す正面図、(e)は同側面図である。
【図10】従来の熱処理炉を示す全体斜視図である。
【符号の説明】
1A 熱処理炉 2A ヒータ 3 断熱材 4A,4B,4C,4D,4E 板状素線 4A−1,4D−1 ピン部 7,7A 固定具

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 線状の抵抗発熱体を面上に波状に設けて
    ヒータ面を構成するようにした熱処理炉のヒータ構造に
    おいて、 前記線状の抵抗発熱体を平板状の抵抗発熱体を波状に切
    断することにより形成するようにしたことを特徴とする
    熱処理炉のヒータ構造。
JP9371298A 1998-04-06 1998-04-06 熱処理炉のヒータ構造 Pending JPH11297627A (ja)

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