KR100588908B1 - Ceramics heater - Google Patents
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Abstract
세라믹스 히터(10)는 질화 알루미늄으로 이루어진 원형의 히터 플레이트(12)와, 두께가 100㎛ 내지 175㎛인 고융점 금속으로 이루어진 금속박 히터선(13)을 구비하고 있다. 이 히터선(13)은 히터 플레이트(12)에 매설되어 있다. 히터선(13)은 히터 플레이트(12)의 중심(12a) 부근의 위치에 있어서 히터 플레이트(12)의 원주방향으로 제 1 피치(P1)로 지그재그 형상으로 형성된 내측 부분(13a)을 갖는다. 또한, 이 히터선(13)은 히터 플레이트(12)의 외주(12b) 부근의 위치에 있어서 히터 플레이트(12)의 원주 방향으로 제 2 피치(P2)로 지그재그 형상으로 형성된 외측 부분(13b)을 갖고 있다. 제 2 피치(P2)는 제 1 피치(P1)보다도 작다. The ceramic heater 10 includes a circular heater plate 12 made of aluminum nitride, and a metal foil heater wire 13 made of a high melting point metal having a thickness of 100 μm to 175 μm. This heater wire 13 is embedded in the heater plate 12. The heater wire 13 has an inner portion 13a formed in a zigzag shape at a first pitch P1 in the circumferential direction of the heater plate 12 at a position near the center 12a of the heater plate 12. In addition, this heater wire 13 has an outer portion 13b formed in a zigzag shape at a second pitch P2 in the circumferential direction of the heater plate 12 at a position near the outer circumference 12b of the heater plate 12. Have The second pitch P2 is smaller than the first pitch P1.
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예의 세라믹스 히터의 금속박 히터선을 나타내는 평면도, 1 is a plan view showing a metal foil heater wire of the ceramic heater of an embodiment of the present invention,
도 2는 도 1의 F2-F2선에 따른 세라믹스 히터의 일부의 단면도, 2 is a cross-sectional view of a part of the ceramic heater taken along the line F2-F2 of FIG. 1;
도 3은 히터선의 일부를 모식적으로 나타내는 평면도, 3 is a plan view schematically showing a part of the heater wire;
도 4는 도 1에 도시된 세라믹스 히터와 종래의 세라믹스 히터의 직경 방향의 온도 분포를 각각 나타내는 도면,4 is a diagram showing temperature distribution in the radial direction of the ceramic heater and the ceramic heater shown in FIG. 1, respectively,
도 5는 두께 100㎛의 금속박 히터선을 사용한 세라믹스 히터의 일부를 확대하여 나타내는 단면도, 5 is an enlarged cross-sectional view showing a part of a ceramic heater using a metal foil heater wire having a thickness of 100 µm;
도 6은 두께 150㎛의 금속박 히터선을 사용한 세라믹스 히터의 일부를 확대하여 나타내는 단면도, 6 is an enlarged cross-sectional view of a part of a ceramic heater using a metal foil heater wire having a thickness of 150 µm;
도 7은 두께 25㎛의 금속박 히터선을 사용한 종래의 세라믹스 히터의 일부를 확대하여 나타내는 단면도, 7 is an enlarged cross-sectional view showing a part of a conventional ceramic heater using a metal foil heater wire having a thickness of 25 µm;
도 8은 두께 50㎛의 금속박 히터선을 사용한 종래의 세라믹스 히터의 일부를 확대하여 나타내는 단면도. 8 is an enlarged cross-sectional view of a part of a conventional ceramic heater using a 50 μm thick metal foil heater wire.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10 : 세라믹스 히터 12 : 히터 플레이트10
13 : 금속박 히터선 P1 : 제 1 피치13: metal foil heater wire P1: 1st pitch
P2 : 제 2 피치P2: second pitch
본 발명은 예컨대 반도체의 제조 프로세스 등에 있어서 웨이퍼(wafer)나 유리 기판 등의 공작물을 가열하기 위해 사용되는 세라믹스 히터에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD This invention relates to the ceramics heater used for heating the workpiece | work, such as a wafer and a glass substrate, for example in the manufacturing process of a semiconductor.
반도체의 제조 프로세스에 있어서, CVD(Chemical Vapor Deposition ; 화학적 증착)나 PVD(Physical Vapor Deposition ; 물리적 증착), 에칭(etching) 등의 처리를 실행하기 위해, 웨이퍼를 가열하는 세라믹스 히터가 사용되고 있다. 또한, 유리 기판에 박막을 형성하기 위한 성막 장치에 있어서도 세라믹스 히터가 사용되고 있다.In the semiconductor manufacturing process, a ceramic heater that heats a wafer is used to perform processes such as CVD (chemical vapor deposition), PVD (physical vapor deposition), etching, and the like. Moreover, the ceramic heater is used also in the film-forming apparatus for forming a thin film in a glass substrate.
종래의 세라믹스 히터는, 예컨대 일본 특허 공보 제 3011528 호에 기재되어 있는 바와 같이, 세라믹스로 이루어진 히터 플레이트(heater plate)와, 히터 플레이트에 매설된 금속박 히터선 등을 포함하고 있다. 히터 플레이트는 질화 규소나 질화 알루미늄(aluminum nitride) 등의 소결체(sintered product)로 구성되어 있다. 텅스텐 등의 고융점 금속으로 이루어진 금속박 히터선은 히터 플레이트의 내부에 동심원 형상 또는 소용돌이 형상으로 매설되어 있다.Conventional ceramic heaters include a heater plate made of ceramics, a metal foil heater wire embedded in the heater plate, and the like, as described, for example, in Japanese Patent Publication No. 3011528. The heater plate is composed of a sintered product such as silicon nitride or aluminum nitride. A metal foil heater wire made of a high melting point metal such as tungsten is embedded in the heater plate in a concentric or vortex shape.
종래의 세라믹스 히터, 특히 두께 50㎛ 이하의 금속박 히터선이 소결 세라믹스에 매설되어 있다. 세라믹스 히터는 아래에 기술된 문제가 발생할 가능성이 있었다.The conventional ceramic heater, especially the metal foil heater wire of 50 micrometers or less in thickness, is embedded in sintered ceramics. Ceramic heaters were likely to cause the problems described below.
[문제점 1] 히터선이 얇고 단면적이 작기 때문에 면적비(S1/S2)가 매우 작아진다. 여기에서 S1은 히터선의 총 표면적, S2는 히터 플레이트의 공작물 탑재면의 면적이다. 이 경우, 히터 플레이트의 직경 방향으로 히터선이 존재하지 않는 영역이 많이 존재하기 때문에, 도 4에 2점 쇄선(L1)으로 도시한 바와 같이, 히터 플레이트의 중심으로부터 외주를 향해 직경 방향의 온도 변화가 커진다. 즉 이러한 종래의 세라믹스 히터는 열 균일성이 떨어진다.[Problem 1] Since the heater wire is thin and the cross-sectional area is small, the area ratio S1 / S2 is very small. Here, S1 is the total surface area of the heater wire, and S2 is the area of the workpiece mounting surface of the heater plate. In this case, since there are many regions in which the heater wire does not exist in the radial direction of the heater plate, as shown by the dashed-dotted line L1 in FIG. 4, the temperature change in the radial direction from the center of the heater plate toward the outer circumference. Becomes large. That is, such a conventional ceramic heater is inferior in thermal uniformity.
특히 반도체 제조 프로세스에 있어서 웨이퍼를 가열하는 히터 플레이트는 온도 분포를 균일하게 유지할 필요가 있기 때문에, 히터 플레이트의 온도 불균일은 큰 문제이다. 또한, 히터 플레이트에 온도 불균일이 발생하면, 온도 분포가 균일한 경우에 비해 큰 열응력이 히터 플레이트에 작용하여 히터 플레이트가 파손되는 원인이 된다.In particular, in the semiconductor manufacturing process, since the heater plate which heats the wafer needs to maintain a uniform temperature distribution, the temperature nonuniformity of the heater plate is a big problem. In addition, when a temperature nonuniformity arises in a heater plate, compared with the case where a temperature distribution is uniform, a large thermal stress acts on a heater plate, and causes a damage to a heater plate.
[문제점 2] 히터선을 세라믹스 원료 분말에 매설하여 소결하는 과정에서, 히터선의 표면층이 세라믹스 원료중의 탄소와 반응하여 탄화됨으로써 입계 균열(grain boundary crack)이 발생할 수 있다. 여기에서, 히터선의 두께가 얇으면, 도 7 또는 도 8에 도시한 바와 같이, 히터선(1)과 세라믹스(2) 사이의 반응층(3)으로부터 입계 균열(4)이 히터선(1)의 내부로 진행하게 된다. 도 7에 나타내는 히터선(1)의 두께는 25㎛, 도 8에 나타내는 히터선(1)의 두께는 50㎛이다. 도 7과 도 8은 모두 SEM 사진(주사전자현미경 사진)을 기초로 하여 그린 단면도이다. [Problem 2] In the process of embedding the heater wire in the ceramic raw material powder and sintering, grain boundary cracks may occur because the surface layer of the heater wire reacts with carbon in the ceramic raw material and carbonizes. Here, when the thickness of the heater wire is thin, as shown in FIG. 7 or FIG. 8, the
히터선에 상기 입계 균열이 발생하면, 세라믹스 원료 분말을 소결하는 과정에서 히터선의 전기 저항이 정상값보다 높아지는 원인이 된다. 히터선의 전기 저항값이 커지면, 전류가 충분히 흐를 수 없어 세라믹스 히터의 온도 특성에 악영향을 미친다.When the grain boundary crack occurs in the heater wire, the electric resistance of the heater wire becomes higher than the normal value in the process of sintering the ceramic raw material powder. If the electric resistance value of the heater wire becomes large, current cannot flow sufficiently, which adversely affects the temperature characteristics of the ceramic heater.
[문제점 3] 종래의 히터선은 얇고 단면적이 작기 때문에 히터선의 부하 밀도(Q/S1)가 높다. 여기에서 Q는 히터선의 발열량, S1은 히터선의 총 표면적이다. 부하 밀도가 높으면, 사용시(전류가 흐를때)에 히터선이 단선할 가능성이 있다. 또한, 히터선이 얇기 때문에 히터선의 두께의 편차가 발열량의 큰 변동을 야기하여 열 균일성에 악영향을 미친다. 더구나, 히터선을 세라믹스 원료중에 매설할 때에 충분히 주의하지 않으면 매설시 또는 소결시에 히터선이 끊어질 우려가 있다.[Problem 3] Since the conventional heater wire is thin and the cross-sectional area is small, the load density (Q / S1) of the heater wire is high. Q is the heat generation amount of the heater wire, S1 is the total surface area of the heater wire. If the load density is high, there is a possibility that the heater wire is disconnected at the time of use (when current flows). In addition, since the heater wire is thin, variations in the thickness of the heater wire cause large fluctuations in the amount of heat generated, which adversely affects thermal uniformity. Moreover, if sufficient care is not taken when embedding the heater wire in the ceramic raw material, the heater wire may be broken during embedding or sintering.
따라서 본 발명의 목적은 열 균일성이 우수하면서 발열량이 안정되어 있는 세라믹스 히터를 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a ceramic heater with excellent heat uniformity and stable heat generation.
본 발명의 세라믹스 히터는 세라믹스로 이루어진 히터 플레이트와, 두께가 100㎛ 내지 175㎛인 고융점 금속으로 이루어지고, 상기 히터 플레이트에 매설된 금속박 히터선을 구비하고 있다. 본 발명에 따르면, 종래의 금속박 히터선을 사용한 세라믹스 히터와 비교하여 충분히 긴 금속박 히터선을 히터 플레이트에 매설할 수 있다. 이 때문에 히터 플레이트의 열 균일성이 향상된다. 본 발명에 따르면, 세라믹스의 소결시에 히터선의 표면층에 발생할 수 있는 입계 균열이 히터선의 단면 전체에 미치는 것을 회피할 수 있다. 이 때문에 히터선의 균열에 따른 발열량의 편차를 억제할 수 있다.The ceramic heater of the present invention comprises a heater plate made of ceramics and a metal foil heater wire made of a high melting point metal having a thickness of 100 μm to 175 μm and embedded in the heater plate. According to this invention, a metal foil heater wire long enough compared with the ceramic heater which used the conventional metal foil heater wire can be embedded in a heater plate. This improves the thermal uniformity of the heater plate. According to the present invention, it is possible to avoid the grain boundary cracks which may occur in the surface layer of the heater wire at the time of sintering the ceramics on the entire cross section of the heater wire. For this reason, the dispersion | variation in the amount of heat generated by the crack of a heater wire can be suppressed.
상기 히터 플레이트는 예컨대 질화 알루미늄(AlN)으로 이루어진다. 본 발명의 금속박 히터선은 두께가 100㎛ 이상이기 때문에, 종래의 금속박 히터선(두께 50㎛ 이하)과 비교하여 동일 발열량이면 긴 히터선을 사용할 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 질화 알루미늄으로 이루어진 히터 플레이트에 있어서, 히터 플레이트의 열 균일성이 향상됨과 동시에, 히터선의 균열에 따른 발열량의 편차를 억제할 수 있다.The heater plate is made of aluminum nitride (AlN), for example. Since the metal foil heater wire of this invention is 100 micrometers or more in thickness, a long heater wire can be used as long as it is the same heat quantity compared with the conventional metal foil heater wire (50 micrometers or less in thickness). According to such a structure, in the heater plate which consists of aluminum nitrides, the heat uniformity of a heater plate improves and the fluctuation | variation of the heat generation amount by the crack of a heater wire can be suppressed.
상기 히터선은, 예컨대 동일 평면상에 지그재그(zigzag) 형상으로 형성된다. 이러한 구성에 따르면, 긴 금속박 히터선을 히터 플레이트내의 동일 평면상에 레이아웃하는 것이 가능해져 열 균일성을 더욱 향상시킬 수 있다. The heater wire is formed in a zigzag shape on the same plane, for example. According to this structure, it becomes possible to lay out a long metal foil heater wire on the same plane in a heater plate, and can further improve thermal uniformity.
본 발명의 바람직한 형태에서는, 히터 플레이트의 열 균일성을 더욱 높이기 위해서, 상기 금속박 히터선이 상기 히터 플레이트의 중심 부근의 위치에 있어서 상기 히터 플레이트의 원주 방향으로 제 1 피치로 지그재그 형상으로 형성된 내측 부분과, 상기 히터 플레이트의 외주 부근의 위치에 있어서 상기 히터 플레이트의 원주 방향으로 제 2 피치로 지그재그 형상으로 형성된 외측 부분을 가지며, 상기 제 2 피치를 상기 제 1 피치보다도 작게 하고 있다. 이러한 구성에 따르면, 히터 플레이트의 직경 방향의 온도 분포를 더욱 균일하게 할 수 있다.In a preferable embodiment of the present invention, in order to further increase the thermal uniformity of the heater plate, the inner portion of the metal foil heater wire formed in a zigzag shape at a first pitch in the circumferential direction of the heater plate at a position near the center of the heater plate. And an outer portion formed in a zigzag shape at a second pitch in the circumferential direction of the heater plate at a position near the outer circumference of the heater plate, and the second pitch is made smaller than the first pitch. According to this structure, the temperature distribution of the radial direction of a heater plate can be made more uniform.
이하, 본 발명의 일 실시예에 대해서 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 세라믹스 히터(10)는 질화 알루미늄 등의 세라믹스(11)로 이루어진 대략 원형의 히터 플레이트(12)와, 히터 플레이트(12)에 매설된 금속박 히터선(13)을 구비하고 있다. 히터 플레이트(12)는 세라믹스 원료 분말을 소정 형상으로 소결한 것이다. 또한, 도 1에 있어서는 히터 플레이트(12)의 윤곽만이 도시되어 있다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
이 세라믹스 히터(10)는 예컨대 반도체 제조장치 또는 유리 기판의 성막 장치(thin-film manufacturing device) 등에 사용된다. 히터 플레이트(12)의 상면은 반도체 웨이퍼 등의 공작물을 탑재하는 평탄한 공작물 탑재면(14)으로 되어 있다. 히터 플레이트(12)의 직경은 예컨대 250mm 전후이다. 히터 플레이트(12)의 두께는 예컨대 15mm 내지 30mm 이다. 단, 이들 치수는 가열해야 할 공작물의 치수 등의 사양에 따라 적절히 설정되기 때문에, 상기 값에 제약되지는 않는다. 히터 플레이트(12)의 재료로서 질화 알루미늄 이외에 예컨대 알루미나(alumina)나 마그네시아(magnesia) 등을 사용할 수도 있다.This
도 2에 모식적으로 도시한 바와 같이, 히터 플레이트(12)에 금속박 히터선(13)이 매설되어 있다. 금속박 히터선(13)의 두께(T)는 후술하는 이유로 인해 100㎛ 내지 175㎛의 범위로 되어 있다. 이 히터선(13)은 예컨대 몰리브덴 또는 텅스텐 등의 고융점 금속으로 이루어진다. 이 히터선(13)은 에칭 등의 제조 방법에 의해, 동일 평면상에 지그재그 형상으로 형성되어 있다. 히터선(13)의 폭(W)은 예컨대 2mm 내지 3mm 전후이다. As typically shown in FIG. 2, the metal
본 명세서에서 말하는 지그재그 형상이란, 도 3에 모식적으로 나타낸 바와 같이, 제 1 방향(X)으로 연장하는 부분(X1)과, 이 부분(X1)의 단부로부터 제 2 방향(Y)으로 연장하는 부분(Y1)과, 이 부분(Y1)의 단부로부터 다시 제 1 방향(X)으로 연장하는 부분(X2)과, 이 부분(X2)의 단부로부터 제 1 방향(Y)과는 역방향으로 연장하는 제 4 부분(Y2)이 순차적으로 연결되는 형상이다. 제 1 방향(X)과 제 2 방향(Y)이 이루는 각도는 90° 이외여도 좋다. 각 부분(X1, Y1, X2, Y2)은 만곡되어 있을 수도 있다.As shown in FIG. 3, the zigzag shape as used herein extends in the second direction Y from a portion X1 extending in the first direction X and an end of the portion X1. The part Y1, the part X2 which extends again in a 1st direction X from the edge part of this part Y1, and a part extending in the opposite direction to the 1st direction Y from the end part of this part X2. The fourth portion Y2 is shaped to be sequentially connected. 90 degrees may be sufficient as the angle which the 1st direction X and the 2nd direction Y make. Each part X1, Y1, X2, Y2 may be curved.
이 히터선(13)은 히터 플레이트(12)의 중심(12a) 부근의 위치에 형성된 내측 부분(13a)과, 히터 플레이트(12)의 외주(12b) 부근의 위치에 형성된 외측 부분(13b)을 갖는다. 내측 부분(13a)은 히터 플레이트(12)의 원주 방향으로 제 1 피치(P1)로 지그재그 형상으로 형성되어 있다. 외측 부분(13b)은 히터 플레이트(12)의 원주 방향으로 제 2 피치(P2)로 지그재그 형상으로 형성되어 있다. This
내측 부분(13a)과 외측 부분(13b) 사이에 중간 부분(13c)이 형성되어 있다. 중간 부분(13c)의 피치(P3)는 내측 부분(13a)의 피치(P1)보다도 작고, 외측 부분(13b)의 피치(P2)보다도 크다. 이들 내측 부분(13a)과 외측 부분(13b)과 중간 부분(13c)은 서로 전기적으로 직렬로 접속되어 있다. An
히터선(13)의 양단부에 금속 단자(15, 16)가 설치되어 있다. 금속 단자(15, 16)는 히터 플레이트(12)에 납땜(brazing) 등에 의해 고정되어 있다. 금속 단자(15, 16)에 전압을 인가하여, 히터선(13)에 전류를 흘림으로써 히터선(13)이 발열한다. 히터선(13)이 발열함으로써 히터 플레이트(12)가 가열되어 공작물 탑재면(14) 상의 공작물이 가열된다.
히터 플레이트(12)의 외주(12b) 부근의 부분은 중심(12a) 부근의 부분보다도 방열하기 쉽다. 그러나 이 실시예에서는 외측 부분(13b)의 피치(P2)를 내측 부분(13a)의 피치(P1)보다도 작게 함으로써 히터 플레이트(12)의 직경 방향의 온도 분포를 보다 균등하게 할 수 있다.The portion near the
금속박 히터선(13)의 두께는 100㎛ 이상으로, 종래의 금속박 히터선과 비교하여 단면적이 수배 이상이다. 예컨대 히터선(13)의 두께가 100㎛인 경우, 두께가 25㎛인 종래의 히터선과 동일한 전기 저항값을 갖게 하기 위해서는 히터선(13)의 길이가 4배 이상 필요하다.The thickness of the metal
히터선(13)이 길어진다는 것은 그 만큼 상기 면적비(S1/S2)가 커지고, 히터 플레이트(12)의 직경 방향으로 히터선(13)이 존재하지 않는 영역이 감소하게 된다. 이 실시예의 세라믹스 히터(10)는 도 4에 실선(L2)으로 나타낸 바와 같이, 종래의 히터선을 사용한 세라믹스 히터의 온도 분포(L1)와 비교하여 히터 플레이트(12)의 직경 방향의 온도 변화가 작아진다. 즉, 열 균일성이 우수하다.The longer the
히터 플레이트(12)를 구성하고 있는 세라믹스(11)를 소결하는 과정에서, 히터선(13)의 표면층이 세라믹스 원료중의 탄소와 반응하여 탄화함으로써 입계 균열이 발생할 수 있다. 그러나, 본 실시예의 세라믹스 히터(10)는 히터선(13)이 100 ㎛ 이상으로 두껍기 때문에, 히터선(13)의 내부로까지 입계 균열이 진행되는 것을 회피할 수 있다.In the process of sintering the
도 5와 도 6은 세라믹스 히터(10)의 SEM(scanning electron microscope) 사진(주사전자현미경 사진)을 기초로 하여 그린 단면도이다. 도 5에 도시한 히터선(13)의 두께는 100㎛이다. 도 6에 도시한 히터선(13)의 두께는 150㎛이다. 도 5와 도 6의 어느 경우에도 히터선(13)은 몰리브덴이며, 세라믹스(11)는 질화 알루미늄이다. 5 and 6 are cross-sectional views drawn on the basis of scanning electron microscope (SEM) photographs (scanning electron microscope photographs) of the
도 5 또는 도 6에 도시된 바와 같이, 히터선(13)의 표면층(20)에 발생하는 입계 균열은 히터선(13)의 표면층(20)에 멈춰 있다. 히터선(13)의 내부에 보이는 미소 결함(21)은 입계 균열과는 무관하며, 히터선(13)의 성능에 악영향을 미칠 정도는 아니다.As shown in FIG. 5 or FIG. 6, grain boundary cracks occurring in the
이와 같이, 히터선(13)의 두께를 100㎛ 이상으로 함으로써, 입계 균열이 히터선(13)의 단면 전체에 미치는 것이 회피되었다. 이 때문에, 세라믹스 원료 분말의 소결 과정에서 히터선(13)의 전기 저항이 정상값보다 높아지는 것을 방지할 수 있어 세라믹스 히터(10)의 온도 특성이 향상된다.Thus, by making the thickness of the
다음의 표 1과 표 2는 히터선의 두께를 25㎛에서 200㎛까지 다양하게 변경했을 경우에, 히터선의 균열 유무와, 히터 플레이트(세라믹스)의 균열 유무를 조사한 결과를 각각 나타내고 있다. 표 1과 표 2 중의 ×는 균열이 보인 경우를 나타내고, 0는 균열이 보이지 않는 경우를 나타내고 있다. Tables 1 and 2 below show the results of investigating the presence or absence of cracking of the heater wire and the presence or absence of cracking of the heater plate (ceramic) when the thickness of the heater wire is varied in a range from 25 μm to 200 μm. In Table 1 and Table 2, x represents the case where a crack is seen, and 0 has shown the case where a crack is not seen.
표 1에 나타낸 바와 같이, 히터선의 두께가 25㎛와 50㎛인 경우에는 히터선이 균열되는 경우가 있었다. 히터선의 두께가 1OO㎛ 이상이 되면, 히터선이 균열되는 경우는 없었다. 표 2에 나타낸 바와 같이, 히터선의 두께가 20O㎛을 초과하면, 히터선에 전류가 흐를 때에(발열시에) 세라믹스가 균열되었다. 세라믹스가 균열된 이유는 히터선이 두꺼워질수록 히터선과 세라믹스의 열팽창 차이의 영향이 커지기 때문이라고 생각된다.As shown in Table 1, when the thickness of the heater wire was 25 μm and 50 μm, the heater wire might crack. When the thickness of the heater wire was 100 µm or more, the heater wire did not crack. As shown in Table 2, when the thickness of the heater wire exceeded 20 mu m, the ceramics cracked when a current flowed in the heater wire (at heating). The reason that the ceramics are cracked is thought to be that the thicker the heater wire, the greater the influence of the thermal expansion difference between the heater wire and the ceramics.
상기 실시예의 세라믹스 히터(10)는 히터선(13)이 100㎛ 이상으로 두껍고, 단면적이 크기 때문에, 종래의 히터선보다도 부하 밀도가 낮고, 사용시에 히터선(13)이 단선할 가능성이 억제되었다. 또한, 히터선(13)이 두껍기 때문에 히터선(13)의 두께의 편차에 의해 발열량이 크게 변동하는 것도 회피할 수 있어 열 균일성을 더욱 높일 수 있었다.In the
더구나 상기 히터선(13)은 두껍고 강성이 크기 때문에 세라믹스 원료 분말에 매설할 때에 취급이 용이하며, 히터선(13)을 소정 위치에 매설하는 것이 용이해진다. 이 때문에, 히터선(13)을 매설할 때에 히터선(13)이 끊어지거나, 세라믹스(11)의 소결시에 히터선(13)이 끊어질 위험성을 억제할 수 있다. Furthermore, since the
이러한 이유로 인해, 본 발명에서는 금속박 히터선의 두께를 1OO㎛ 내지 175㎛의 범위로 한정한다. For this reason, in this invention, the thickness of a metal foil heater wire is limited to the range of 100 micrometers-175 micrometers.
또한, 본 발명을 실시함에 있어서, 히터 플레이트나 금속박 히터선의 형상이나 재질, 히터선의 패턴 등, 발명의 구성요소를 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 적당히 변형하여 실시할 수 있다는 것은 말할 필요도 없다. It should be noted that in carrying out the present invention, the components of the invention, such as the shape and material of the heater plate, the metal foil heater wire, the pattern of the heater wire, and the like can be appropriately modified without departing from the gist of the present invention. none.
본 발명에 따르면, 히터 플레이트의 열 균일성을 향상시키는 동시에, 히터선의 균열에 따른 발열량의 편차를 억제할 수 있다.According to the present invention, it is possible to improve the thermal uniformity of the heater plate and to suppress the variation in the amount of heat generated by the crack of the heater wire.
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