JPH1154248A - 両面型プレートヒータ及び二重加熱恒温槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 恒温槽内でスペースを有効に使用することが
でき、さらに複数のプレートヒータを用いて複数の被加
熱物を同時に加熱する場合でも、設備費等のコストをか
けることなく、被加熱物の裏表を一様に加熱することが
できる両面型プレートヒータを得る。 【解決手段】 マイカヒータからなる薄型ヒータ２Ａの
両面に熱伝導材料である銅プレート１３ａ，１３ｂを付
設し、更にこれら銅プレート１３ａ，１３ｂの外表面に
ガラスプレート１４ａ，１４ｂを付設して両面型プレー
トヒータを構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、両面型プレートヒ
ータ及びそれを用いた二重加熱恒温槽に関し、特に、半
導体デバイスの環境試験及びウェーハや液晶のガラス面
等の電子部品の乾燥、焼成等に使用されるプレートヒー
タ及びそれを用いた加熱恒温槽に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来のプレートヒータを示す断面
図である。従来のプレートヒータ１は、マイカヒータか
らなる薄型ヒータ２の上面にアルミニウムからなるホッ
トプレート３を付設する一方、薄型ヒータ２の下面にス
テンレスからなる押えプレート４を付設してなり、この
押えプレート4を介してケーシング５に支持される構成
とされている。

【０００３】プレートヒータ１を構成するホットプレー
ト３と薄型ヒータ２と押えプレート４は、その適所が押
えプレート４の下面よりネジ６により圧着接合され、ま
た、押えプレート４の下面適所が、スペーサ７を挿通し
たネジ８によりケーシング５に取り付けられている。ま
た、プレートヒータ１には、上面視ほぼ中央部付近にお
ける押えプレート４の下面より、温度測定用熱電対９と
薄型ヒータに接続される電源用のリード線端子１０とが
挿入されている。

【０００４】上述したように、従来のプレートヒータ１
は、薄型ヒータ２の加熱面側にアルミニウムからなるホ
ットプレート３を設け、支持側であるケーシング側にス
テンレスからなる押えプレート４を設け、この押えプレ
ート４側をケーシング５で支持する構成としている。ケ
ーシング側の押えプレート４にステンレスを用いるよう
にしたのは、ステンレスはアルミニウムより熱伝導率が
低く、ケーシング側がホットプレート側のように高温と
なるのを避けるためである。

【０００５】ところで、半導体デバイスの環境試験、ウ
ェーハや液晶のガラス面等の電子部品の乾燥、焼成等に
使用される恒温槽では、例えば、実開平５−９６３９号
公報に見られるように、恒温槽と上述したようなプレー
トヒータとを組み合わせて用いる二重加熱恒温槽が知ら
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような二重加熱恒
温槽において、上述したようなプレートヒータを用いる
と、例えば、平坦状に配置されたプレートヒータのう
ち、一方面（上面）のみがヒータとして作用できるに過
ぎないので、複数の被加熱物を一時に試験する場合にお
いて、スペースに限りがある恒温槽内を有効に使用する
ことができない。また、このようなプレートヒータで
は、それを複数用いて、複数の被加熱物を同時に加熱し
ようとする場合、これら被加熱物の両面を同時に加熱す
る構成が採りにくく、従って、被加熱物のヒータ側とそ
の反対側で一時的な温度差が生じやすくなる。これを解
消するためには、一つの被加熱物に対して二つのプレー
トヒータが必要になるが、やはり、スペースの有効利用
を妨げると共に、設備費も高くなる。

【０００７】本発明は、上述した従来の問題点を解決す
るためになされたもので、プレートヒータの両面をヒー
タとして使用できるようにすることにより、恒温槽内で
スペースを有効に使用することができ、さらに複数のプ
レートヒータを用いて複数の被加熱物を同時に加熱する
場合でも、設備費等のコストをかけることなく、被加熱
物の裏表を一様に加熱することができる両面型プレート
ヒータ、及びそれを用いた二重加熱恒温槽を提供するこ
とを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る両面型プレ
ートヒータは、薄型ヒータの両面に厚さの等しい熱伝導
材料からなるプレートを付設してなるものである。

【０００９】このような構成によれば、プレートヒータ
の両面をヒータとして用いることができるので、例え
ば、プレートヒータを複数、ヒータ面が平行に、且つ互
いに対向するよう並設することが容易に行え、二重加熱
恒温槽のスペースを有効利用することができる。さら
に、この平行に並設されたプレートヒータ間に被加熱物
を設けることにより、被加熱物を両面から一様に加熱す
ることが容易にでき、被加熱物のヒータ側とその反対側
で一時的な温度差が生じるという問題点も解消できる。
なお、この場合、薄型ヒータへの電源用リード線やプレ
ートヒータの温度測定用熱電対（温度センサ）をプレー
トの側部から挿入するようにすれば、両面型プレートヒ
ータの両面をより有効に用いることができるということ
は言うまでもない。また、実施の形態において、薄型ヒ
ータ２Ａと熱伝導材料である銅プレート１３ａ，１３ｂ
の間には、マイカプレート１１ａ，１１ｂ、カーボンプ
レート１２ａ，１２ｂを挿入しているが、これらは本発
明において必須のものではない。

【００１０】また、本発明に係る両面型プレートヒータ
は、薄型ヒータの両面に熱伝導材料からなるプレートを
付設して、更に上記プレートの外表面にガラスプレート
を付設してなるものである。

【００１１】このような構成によれば、プレートヒータ
面を堅くすることができ、熱伝導材料面を損傷等から保
護することができると共に、プレートヒータ面をクリー
ンな状態に維持するのが容易となる。また、このガラス
プレートに遠赤外ガラスを用いるようにすれば、加熱時
に照射される遠赤外線により、被加熱物の加熱を速める
ことができる。

【００１２】さらに、本発明に係る両面型プレートヒー
タは、上記ガラスプレートにポリイミド系材料からなる
ワークホルダを、ポリイミド系接着剤により接着してな
るものである。

【００１３】プレートヒータに被加熱物を載置するため
のワークホルダを設ける必要がある場合、このワークホ
ルダをポリイミド系材料で構成して、これをガラスプレ
ートにポリイミド系接着剤により固着するようにすれ
ば、その加工が容易に行える。また、例えば従来より普
通に使用されているセラミック系接着剤を用いる場合
は、高温によって乾燥した場合に脆くなるのに対して、
ポリイミド系接着剤は高温２００〜３００度においても
安定した接着力を維持でき、さらに良好な熱伝導率を維
持することができる。

【００１４】また、本発明に係る両面型プレートヒータ
は、上記熱伝導材料として銅を用いるようにしたもので
ある。

【００１５】銅は非常に熱伝導率の大きな材料であり
（３３２Ｋｃａｌ／ｍｈ°Ｃ）、例えば、従来のプレー
トヒータに使用されているアルミニウム（１９６Ｋｃａ
ｌ／ｍｈ°Ｃ）に比べても、はるかに大きな熱伝導率を
有する。したがって、薄型ヒータに付設される熱伝導材
料として、このような材料を選ぶことにより、表面加熱
速度を高めることができる。さらに、銅は熱伝導率が大
きいため、アルミニウム等に比べて加熱時の温度むらの
発生が少なくなり、その表面を一様に加熱することが容
易となるので、アルミニウム等を用いる場合に比べて、
熱伝導材料プレートの厚さを薄くすることができる。し
たがって、この作用により上記表面加熱速度のより向上
を図ることができて省エネを図ることができると共に、
プレートヒータの厚さを薄くでき（従来の約３分の
１）、両面型プレートヒータの全体形状をコンパクトに
できる。

【００１６】一方、また、本発明に係る両面型プレート
ヒータは、上記熱伝導材料としてアルミニウムを用いる
ようにしたものである。

【００１７】アルミニウムは上述のように、銅に比べて
熱伝導率は小さいが、低価格であるという利点があり、
両面型プレートヒータの全体コストを低くすることがで
きるという効果がある。

【００１８】また、本発明に係る二重加熱恒温槽は、槽
内の空気を加熱するヒータを備えた加熱恒温槽内に、上
述した両面型プレートヒータを設け、熱風による熱と輻
射熱により被加熱物を加熱するようにしたものである。

【００１９】このような構成によれば、対流熱と輻射熱
の両方で被加熱物の加熱が行え、さらにこの場合、輻射
熱による加熱は、上述したような本発明に係る両面型プ
レートヒータの作用があるため、全体としても被加熱物
の加熱を短時間で行え、かつ一定の安定した温度分布状
態が得られる。

【００２０】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、本発明の実施の形態を図面に従っ
て説明する。図１は両面型プレートヒータの断面側面
図、図２は同正面図である。実施の形態における両面型
プレートヒータ１Ａは、マイカヒータからなる薄型ヒー
タ２Ａを中心として、その両面に中心側より、マイカプ
レート１１ａ，１１ｂ、カーボンプレート１２ａ，１２
ｂ、銅（Ｃｕ）プレート１３ａ，１３ｂ、ガラスプレー
ト１４ａ，１４ｂを順次積層して構成される。

【００２１】各プレートの正面視形状は、全て等しい長
方形状（高さ６５０×幅７５０）をなし、厚さは、薄型
ヒータ２Ａ、マイカプレート１１ａ，１１ｂ、カーボン
プレート１２ａ，１２ｂが共に等しく１ｍｍであり、銅
プレート１３ａ，１３ｂが５ｍｍ、ガラスプレート１４
ａ，１４ｂが３〜５ｍｍである。

【００２２】そして、これらプレートは、その正面視長
方形状の三隅に設けられたヒータ用フレームホルダ１５
ａ，１５ｂ，１５ｃにより、互いに密着状態に固定され
ている。なお、このヒータ用フレームホルダ１５ａ，１
５ｂ，１５ｃは、図２において、底辺上の左右対称位置
に２カ所、右辺上寄りに１カ所設けられ、底辺上の左右
対称位置に設けられた２つのフレームホルダ１５ｂ，１
５ｃの最両端距離Ｌがプレートヒータ１Ａの高さＨに等
しくなる位置に設けられている。

【００２３】また、プレートヒータ１Ａの一方の面を構
成するガラスプレート１４ａの表面には、上下対称な４
カ所にプロキシミティピン１６（φ３×Ｈ７）が立設さ
れ、さらにそれらより底辺寄りにおける、上記プロキシ
ミティピンと左右方向同位置をなす２カ所に少し長めの
プロキシミティピン１７（φ３×Ｈ１０）が立設され
て、被加熱物であるワークガラスのワークホルダ（載置
用部材）が構成されている。

【００２４】これらプロキシミティピン１６、１７は、
ポリイミド系材料からなり、それらの基部をガラスプレ
ート表面に設けられる小孔に差し込み、さらにポリイミ
ド系の接着剤を用いてガラスプレート１４ａに接着する
ことにより、ガラスプレート１４ａに立設される。この
ように、ポリイミド系の材料からなるプロキシミティピ
ン１６、１７をポリイミド系の接着剤を用いてガラスプ
レート１４ａに接着するようにすれば、ポリイミド系接
着材は高温状態においても、乾燥して変質し難いという
特性を有するため、ガラスプレート１４ａとプロキシミ
ティピン１６、１７との取り付け構造に高温耐久性が得
られる。

【００２５】さらに、プレートヒータ１Ａのプロキシミ
ティピン（ワークホルダ）１６、１７が設けられるガラ
スプレート１４ａの表面中央部には、プレートヒータ１
Ａの表面温度を測定するための温度センサ（熱電対）２
０が設けられている。この温度センサ２０は、図２に示
される上辺中央部からガラスプレート１４ａの中央にか
けて、耐熱接着剤２１により固着されたリード線２２の
先端部に設けられている。薄型ヒータ２Ａには、正面視
（図２）において、上辺中央部に電源用リード端子２３
が設けられている。

【００２６】図３は、上述したプレートヒータの一つの
使用形態を示したものであり、複数のガラスワークを複
数のプレートヒータ１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ・・・を用いて加
熱等する場合の使用形態を示す正面図である。

【００２７】この実施の形態において、複数のプレート
ヒータ１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、鉛直方向に対して若干の傾
斜角（６度）をもって、それぞれが平行となり、互いの
ヒータ面が対向するようにスタンド２５に立て掛けられ
る。この際、複数のプレートヒータ１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ間
の距離は、プロキシミティピン１６、１７に載せられた
ワークガラス１８が、隣り合うプレートヒータのヒータ
面から略等距離の位置になるように設定される。

【００２８】このように複数のプレートヒータ１Ｂ，１
Ｃ，１Ｄ・・・を配置するようにすれば、ワークガラス
１８はその両面に位置するプレートヒータから略同じ熱
量を受けることとなって、一様に加熱され易くなる。ま
た、プレートヒータ１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを鉛直方向から若
干傾斜させて、ワークガラス１８を載せるようにするこ
とにより、重力の影響によるワークガラス１８の撓みを
大幅に軽減することができる。

【００２９】図４に示される二重加熱恒温槽は、図３で
示した使用形態を加熱恒温槽に使用してなる二重加熱恒
温槽を示す正面図である。この二重加熱恒温槽３０は、
熱風循環式である外槽３１と内槽３２とからなり、外槽
３１と内槽３２の間の空間３３下部に温度調節されるヒ
ータ３４が設けられ、この空間３３の上部一端に送風機
３５が設けられ、この送風機３５が外部に設けられたモ
ータ３６で駆動されるように構成されている。

【００３０】送風機３５の側部における外槽３１と内槽
３２の間は、ダクト３７を構成している。このダクト３
７への送風機３５からの空気の送入口には、フィルタ３
８が設けられ、下面の内槽３２に接する面に複数の通風
孔３９が穿設されている。このような構成により、送風
機３５からの送風はフィルタ３８、ダクト３７、通風孔
３９を通って内槽３２に送られる。

【００３１】更に、内槽３２の側面で送風機３５と反対
側の側面の下部には、内槽３２の空気を空間３３下部に
排気するための排気孔３９が設けられている。そして、
内槽３２の内部にスタンドが設けられ、このスタンド２
５に複数のプレートヒータ１Ｂ，１Ｃ・・・１Ｎが平行
に立て掛けられて設けられている。

【００３２】このような二重加熱恒温槽３０によれば、
ワークガラス１８の加熱を熱風による熱と、プレートヒ
ータ１Ｂ，１Ｃ・・・１Ｎからの輻射熱の両方を利用し
て行えるので、ワークガラス１８の加熱が短時間で行
え、安定した一定の温度分布状態を容易に実現すること
ができる。また、恒温槽３０のヒータ３４とプレートヒ
ータ１Ｂ，１Ｃ・・・１Ｎとの温度調整は相互の熱の循
環により、熱損失量が減少され、ヒータ３４とプレート
ヒータ１Ｂ，１Ｃ・・・１Ｎのそれぞれに通電している
時間が短くなるので、電気の消費量が節約される。

【００３３】以上に説明した本発明の実施の形態におい
ては、両面型プレートヒータ１Ａ又は１Ｂ，１Ｃ，・・
・１Ｎを構成する熱伝導材料を銅とした場合、すなわ
ち、銅プレート１３ａ，１３ｂを用いた場合について説
明したが、熱伝導材料として、銅の代わりにアルミニウ
ムを用いて両面型プレートヒータを構成することもでき
る。この場合は、銅プレート１３ａ，１３ｂをアルミニ
ウムプレートに代えれば良く、アルミニウムは銅に比べ
価格が低いことから、低コストの両面型プレートヒータ
を得ることができるという利点を有する。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
に係るプレートヒータによれば、プレートヒータの両面
をヒータとして用いることができるので、二重加熱恒温
槽のスペースを有効利用することができる。そして、こ
のようなプレートヒータによれば、プレートヒータを複
数平行に設けて、それらの間に被加熱物を配置すること
により、設備コストを増大させることなく、被加熱物を
両面から一様に、かつ短時間で加熱することができると
いう効果を奏する。また、本発明に係る両面型プレート
ヒータは、熱伝導材料に銅を用いたことにより、熱伝導
材料プレートの厚さを薄くすることができ、全体形状を
コンパクトにできると共に、表面加熱速度を高めること
ができ、また、電力消費量を減らすことができるという
効果を奏する。また、本発明に係る二重加熱恒温槽によ
れば、熱風による熱と輻射熱の両方で被加熱物を加熱す
ることにより、被加熱物の加熱を短時間で行え、かつ一
定の安定した温度分布状態が得られるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるプレートヒータを
示す断面側面図（図２のＡ−Ａ線断面図）である。

【図２】本発明の実施の形態におけるプレートヒータを
示す正面図である。

【図３】本発明の実施の形態におけるプレートヒータの
使用形態を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態における二重恒温槽の正面
図である。

【図５】従来のプレートヒータを示す図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｎ プレートヒータ ２Ａ 薄型ヒータ（マイカヒータ） １３ａ，１３ｂ 銅プレート（熱伝導材料プレート） １４ａ，１４ｂ ガラスプレート １６、１７ プロキシミティピン １８ ワークガラス ２０ 温度センサ ３０ 二重加熱恒温槽 ３４ ヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｈ Ｈ０５Ｂ 3/62 Ｈ０５Ｂ 3/62

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄型ヒータの両面に厚さの等しい熱伝導
   材料からなるプレートを付設してなる両面型プレートヒ
   ータ。
2. 【請求項２】 薄型ヒータの両面に熱伝導材料からなる
   プレートを付設して、更に上記プレートの外表面にガラ
   スプレートを付設してなる両面型プレートヒータ。
3. 【請求項３】 上記ガラスプレートに、ポリイミド系材
   料からなるワークホルダをポリイミド系接着剤を用いて
   接着してなる請求項２に記載の両面型プレートヒータ。
4. 【請求項４】 上記熱伝導材料には銅が用いられている
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の両面型プレー
   トヒータ。
5. 【請求項５】 上記熱伝導材料にはアルミニウムが用い
   られている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の両
   面型プレートヒータ。
6. 【請求項６】 槽内の空気を加熱するヒータを備えた加
   熱恒温槽内に、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
   の両面型プレートヒータを設け、熱風による熱と輻射熱
   により被加熱物を加熱するようにしてなる二重加熱恒温
   槽。