KR100942003B1

KR100942003B1 - 세라믹 히터

Info

Publication number: KR100942003B1
Application number: KR1020070128876A
Authority: KR
Inventors: 다케시 도리쇼
Original assignee: 니뽄 가이시 가부시키가이샤
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2010-02-12
Also published as: JP5378677B2; KR20080056087A; JP2008172208A

Abstract

본 발명은 가열면의 각 부위에 있어서의 균열성이 높은 세라믹 히터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

세라믹스로 이루어진 가열부와 쿨링 플레이트부를 구비하고, 이 가열부에 띠 형상의 인쇄 전극을 둘레 방향을 따라 소용돌이 형상으로 연속하여 설치한 세라믹 히터에 있어서, 상기 인쇄 전극(15, 17)에 이 인쇄 전극(15, 17)의 폭 방향으로 연장되는 슬릿(51)을 형성하고 있다.

세라믹 히터, 가열면, 소용돌이 형상, 인쇄 전극

Description

세라믹 히터{CERAMIC HEATER}

본 발명은 CVD 장치나 에칭 장치 등의 반도체 장치에 적용되는 세라믹 히터에 관한 것이다.

반도체의 제조 기술 분야에서는, 웨이퍼 등에 플라즈마 에칭, 화학적 기상 성장(CVD) 및 이온 플레이팅 등의 처리 가공을 행하는 경우가 많다. 이러한 처리 가공을 행하는 경우에, 웨이퍼를 가열하는 장치로서 세라믹 히터 등을 사용하고 있다. 이 세라믹 히터는 웨이퍼 등을 얹어 놓고 가열하는 가열부를 구비하고 있다. (예컨대, 특허 문헌 1 참조).

이 가열부에는 전압이 인가됨으로써 발열하는 인쇄 전극(막 형상의 저항 발열체)이 설치된다.

여기서, 인쇄 전극을 적용한 세라믹 히터의 가열부의 제조 방법을 간단히 설명한다. 세라믹스의 하소체 또는 소결체의 상면에 저항 발열체 페이스트층을 형성하고, 이 저항 발열체 페이스트층의 위에서부터 세라믹스 분체를 충전하여 압축 성형함으로써 성형체를 작성하며, 이 성형체에 핫프레스 소성을 행함으로써 가열부를 얻을 수 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평성 제4-101380호 공보

그러나, 전술한 세라믹 히터에 있어서, 띠 형상의 인쇄 전극이 둘레 방향을 따라 소용돌이 형상으로 연속하여 형성되어 있는 경우는, 인쇄 전극의 폭 중 내주측에 전류가 집중하여 흐르는 것으로 생각할 수 있다. 그렇게 하면, 인쇄 전극에서 발생하는 발열량도 폭 방향의 내주측이 외주측보다도 높아지고, 인쇄 전극이 형성된 전극 형성면에 있어서 발열 밀도에 변동이 발생하여 균열성이 저하될 우려가 있다. 이 전극 형성면에 있어서의 균열성 저하에 의해 가열부 표면의 가열면에도 균열성의 저하가 발생한다. 가열면의 균열성 저하에 의해 웨이퍼 등의 피처리물의 품질 저하를 초래할 우려가 있다.

그래서, 본 발명은 가열면에 있어서의 균열성이 높은 세라믹 히터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명에 따른 세라믹 히터는, 세라믹스로 이루어진 가열부와, 이 가열부에 가열부의 둘레 방향을 따라 소용돌이 형상으로 연속하여 형성한 띠 형상의 인쇄 전극과, 이 인쇄 전극의 폭 방향으로 가열부의 내주측으로부터 외주측을 향하여 연장되는 슬릿을 구비하고, 상기 슬릿을 상기 인쇄 전극의 부위 중, 외주측을 향해 볼록한 형상으로 구부러지는 굴곡부에 형성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 세라믹 히터에서는, 인쇄 전극의 폭 방향으로 가열부의 내주측으로부터 외주측을 향해 연장되는 슬릿을 인쇄 전극의 굴곡부에 형성하고 있다. 따라서, 인쇄 전극의 폭 방향의 어느 쪽 부위에나 균일하게 전류가 흐르기 때문에, 전류 밀도가 폭 방향으로 균일해진다. 이것에 의해, 인쇄 전극이 형성된 전극 형성면에 있어서의 균열성이 향상되고, 세라믹 히터의 가열부에 형성된 가열면 내에서의 균열성도 향상된다. 가열면에 있어서의 균열성 향상에 따라 웨이퍼 등의 피처리물에 품질 불량이 발생하는 일이 없다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 세라믹 히터를 개략적으로 도시한 단면도이다.

이 세라믹 히터(1)에서는, 상측에 배치한 가열부(3)와 하측에 배치한 쿨링 플레이트부(5)가 본딩 시트(7)를 통해 접합되어 있다. 또한, 가열부(3)의 상면은 웨이퍼 등의 피처리물이 얹어 놓여져 가열되는 가열면(9)으로 형성되어 있다. 그리고, 가열부(3)의 내부에는 인쇄 전극(11)이 설치되어 있다.

도 2는 도 1의 A-A선에 의한 단면도이다. 또한, 도 3은 도 2의 일부를 확대한 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 전극 형성면(13)에 형성된 인쇄 전극(11)은 내주측에 배치된 폭이 넓은 내측 전극(15)과, 이 내측 전극(15)의 외주측에 배치된 폭이 좁은 외측 전극(17)으로 구성되어 있다. 내측 전극(15)의 일단(19) 및 타단(21) 은 도 2의 좌단부에 도시된 바와 같이 되어 있고, 서로 근접하여 배치되어 있다.

내측 전극(15)은 일단(19)으로부터 시계 방향을 따라 도 2의 우측 위쪽으로 경사지게 연장되고, 도중의 절첩부(23)에서 절첩하여 반시계 방향을 따라 연장된다. 그리고, 둘레 방향을 따라 소용돌이 형상으로 연속하여 연장되며, 내측 전극(15)의 중심부 근방에서, 재차 절첩하여 시계 방향을 따라 연장되어 타단(21)에 이른다.

외측 전극(17)은 내측 전극(15)보다도 폭이 좁은 전극으로서, 일단(25)과 타단(27)이 근접하여 배치되어 있다. 일단(25)으로부터, 반시계 방향으로 둘레 방향을 따라 연장되고, 도중에서 절첩하며, 이 절첩부(29)로부터 시계 방향으로 둘레 방향을 따라 한바퀴 연장되고, 재차, 별도의 절첩부(31)에서 절첩하여 한바퀴 연장되어 상기 타단(27)에 이른다.

도 3은 복수 개소에 슬릿이 형성된 인쇄 전극을 나타내고 있다.

내측 전극(15)에 있어서는, 직경 방향 내측으로부터 직경 방향 외측을 향해 (즉, 내주측에서 외주측을 향해) 굴곡되는 굴곡부가 복수 형성되어 있다. 이들 굴곡부는 인쇄 전극이 대략 직각 형상으로 구부러지는 부위로서, 외주측을 향해 볼록 형상으로 형성되어 있다.

상기 굴곡부에는 제1 굴곡부(33), 제2 굴곡부(35), 제3 굴곡부(37), 제4 굴곡부(39), 제5 굴곡부(41), 제6 굴곡부(43), 제7 굴곡부(45), 제8 굴곡부(47) 및 제9 굴곡부(49)가 있고, 각각의 굴곡부에는 내주측으로부터 외주측을 향해 각각 슬릿(51)이 형성되어 있다.

인쇄 전극(11)은, 둘레 방향을 따라 소용돌이 형상으로 연속하여 형성되어 있다. 여기서, 상기 [발명이 해결하고자 하는 과제]에서 설명한 바와 같이, 슬릿(51)이 형성되어 있지 않은 경우는, 인쇄 전극(11)에 있어서의 폭 방향 중 내주측으로 전류가 치우쳐 흐르기 쉬워 내주측의 전류 밀도가 커진다. 이에 따라, 내주측의 발열 밀도가 외주측보다도 커지는 경향이 있다.

그러나, 본 실시 형태에 따르면, 인쇄 전극(11)의 내주측에서 외주측을 향해 연장되는 슬릿(51)을 형성하고 있기 때문에, 인쇄 전극(11)의 폭 방향에 있어서의 전류 밀도를 균일화할 수 있어 발열 밀도도 균일화할 수 있다.

또한, 도 3의 좌측 위에 도시된 바와 같이, 외측 전극(17)의 일부를 돌출시켜 돌출부(53)를 형성하고 있다. 내측 전극(15)의 가장 외주측에는 전술한 바와 같이, 절첩부(23)가 형성되어 있고, 이 절첩부(23), 내측 전극(15)의 제9 굴곡부(49) 및 외측 전극(17)으로 둘러싸인 부위는 인쇄 전극(11)의 인쇄 밀도가 낮은 저밀도부(55)가 된다. 따라서, 이 저밀도부(55)를 향해(즉, 내주측을 향해) 외측 전극(17)의 돌출부(53)를 돌출 설치시키고 있다. 이밖에 외측전극(17)의 돌출부(53)에는 외주측으로부터 내주측을 향해 슬릿(51)이 형성되어 있다.

여기서, 상기 저밀도부(55)는 내측 전극(15)과 외측 전극(17)과의 간격이 큰 부위로서, 발열 밀도가 낮게 되어 있다. 따라서, 이 저밀도부(55)를 향해 돌출부(53)를 돌출하여 형성함으로써, 저밀도부(55)에 있어서의 발열 온도의 저하를 방지하고, 전극 형성면(13)에 있어서의 균열성을 양호한 상태로 할 수 있다.

또한, 전술한 도 2의 내측 전극(15)에 있어서도, 도 2의 좌단부에 도시한 바 와 같이, 내측 전극(15)의 일단(19)과 타단(21), 및 이들 일단(19), 타단(21)의 내주측에 인접하여 배치된 내측 전극(15) 사이에 별도의 저밀도부(59)가 형성되어 있다. 그리고, 이 저밀도부(59)를 향해 내측 전극(15)의 일부를 돌출시킨 돌출부(61)가 형성되어 있다.

도 4는 제2 굴곡부에 있어서의 슬릿 근방부를 확대한 평면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제2 굴곡부(35)의 직경 방향 내측에는 외주측을 향해 가늘고 길게 연장되는 대략 직사각 형상의 슬릿(51)이 형성되어 있다. 슬릿(51)의 길이 방향을 따른 길이는 x이며, 폭은 y로 설정되어 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 서로 인접한 인쇄 전극끼리의 간격을 z라고 하면, 이하의 수학식 1에 의해 ΔT를 얻을 수 있다. 이 ΔT가 2℃ 미만이 되도록 x, y, z를 선택한다.

ΔT=(-0.06y-0.773)x-0.24y+0.424z+1.522

또한, 하기 수학식 2에 의해 면적율(S)을 정의한다.

S=(0.082z+2.5839)ΔT＾2+(-1.6817z-0.0561)ΔT+(1.4788z-1.6119)

여기서, ΔT가 2℃ 미만이 되는 x, y, z와 ΔT의 값을 수학식 2에 대입하여 면적율(S)을 산출하고, 이 산출한 면적율(S)이 5％ 이하가 되도록 x, y, z를 설정함으로써, 전극 형성면(13) 및 가열면(9)의 균열성을 매우 높일 수 있다.

이하에, 본 실시 형태에 따른 세라믹 히터의 제조 방법을 간단히 설명한다.

우선, 세라믹으로 이루어진 원반 형상의 하소체 또는 소결체의 표면[전극 형성면(13)]에 둘레 방향을 따라 소용돌이 형상으로 연속한 전극을 인쇄함으로써, 전극 형성면(13) 위에 인쇄 전극(11)이 형성된다. 그리고, 이 인쇄 전극(11)이 형성된 하소체 또는 소결체 위에 세라믹 분체를 충전하고, 상기 세라믹 분체를 압축 성형함으로써, 성형체를 작성한다. 계속해서, 이 성형체에 핫프레스 소성을 행하여 소정의 기계 가공을 행함으로써, 부착 구멍을 형성하고, 이 부착 구멍을 통해 급전 단자를 전극에 접속하여, 가열부(3)가 완성된다.

한편, 쿨링 플레이트부(5)는 예컨대 알루미늄 등의 금속으로 이루어지며, 내부에 냉각 유로 및 도통 구멍을 형성한다.

그리고, 이들 가열부(3) 및 쿨링 플레이트부(5)를 본딩 시트(7)를 통해 접합시키면, 본 발명에 따른 세라믹 히터(1)가 완성된다.

실시예

이하에, 본 발명을 실시예를 통해 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

실시예 1에서는, 도 1과 동일한 구조를 갖는 세라믹 히터(1)를 이용하여 내부에 인쇄 전극(11)이 설치된 가열부(3)의 가열면(9)에 있어서의 균열성을 검증하였다.

세라믹 히터(1)에 있어서의 가열부(3)는 알루미나로 이루어지고, 전극 형성면(13) 위에 인쇄 전극(11)이 설치되어 있다. 또한, 가열부(3)는 상기 실시 형태에서 설명한 방법과 동일한 제조 방법에 의해 제작하였다.

세라믹 히터(1)는 대략 원반 형상으로 형성되어 있고, 그 외부 직경은 300 ㎜이며, 두께는 6 ㎜로 하였다. 또한, 인쇄 전극(11)은 도 2에 도시된 형상으로 하였다. 또한, 인쇄 전극(11)과 가열면(9)의 거리는 3.5 ㎜로 하였다.

상기 세라믹 히터(1)의 인쇄 전극(11)에, 급전단자를 통하여 2950 W의 전력을 공급하였다. 구체적으로는 내측 전극(15)에는 2380 W, 외측 전극(17)에는 590 W의 전력을 공급하였다. 이 상태에서 도 5, 도 6에 도시된 바와 같이, 가열면(9)에 있어서의 발열량을 적외선 카메라를 이용하여 측정하였다. 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 가열면(9)에서의 발열 분포를 나타내고 있다. 이 인쇄 전극에는 슬릿을 형성하고 있다. 한편, 도 6은 인쇄 전극에 슬릿을 형성하지 않은 비교예에 의한 발열 분포를 나타낸다.

도 5에 있어서는, 해칭부(T1)의 온도는 백색부(T0)의 온도보다도 약 1.1℃ 낮았다. 도 6에 있어서는, 해칭부(T1)의 온도는 백색부(T0)의 온도보다도 약 1.1℃ 낮고, 해칭부(T2)의 온도는 백색부(T0)의 온도보다도 약 3.2℃ 낮으며, 해칭부(T3)의 온도는 백색부(T0)의 온도보다도 약 5.4℃ 낮았다.

또한, 도 7의 그래프는 도 5 및 도 6에서의 온도 분포를 나타낸다. 즉, 도 5, 및 도 6에 도시된 바와 같이, 가열면(9)의 중심부 근방에서의 온도 측정 개시부(ST)로부터 인쇄 전극의 굴곡부(도 2 참조)에 대응하는 가열면(9)의 부위를 통과하여 전극 형성면(13)의 외주 가장자리에 대응하는 가열면(9)의 부위에 있어서의 온도 측정 종료부(EN)에 이르는 온도 측정 부위(57)를 따라 가열 온도를 측정하였다.

도 7에 도시된 바와 같이, 실선으로 도시한 본 발명의 실시예(도 5에 상당)에서는 가열면(9)의 전체에 있어서의 발열 온도의 최대치와 최저치와의 차이는 1.7℃이며, 파선으로 도시한 비교예(도 6에 상당)에서는 4.2℃가 되었다. 이와 같이, 인쇄 전극에 슬릿을 형성한 본 발명의 실시예 쪽이 슬릿을 형성하지 않는 비교예보다도 가열면(9) 전체에 있어서의 발열 온도의 균열성이 대폭 향상되는 것이 판명되었다.

[실시예 2]

계속해서, 전극 간격(z)을 4 ㎜로 하고, 슬릿의 길이 x 및 폭 y를 하기 표 T에 나타내는 값으로 설정한 경우의 발열 온도를 측정하였다. 또한, 세라믹 히터(1)의 크기를, 외부 직경이 141 ㎜일 때 두께를 6 ㎜로 하였다. 또한, 가열부(3)는 실시예 1과 같이 알루미나로 이루어지며, 세라믹 히터(1)의 제조 방법은 실시예 1과 동일하게 하였다.

	전극폭[㎜]	전극 간격[㎜]…(z)	슬릿폭[㎜]…(y)	슬릿길이[㎜]…(x)	설정 온도와 최저 온도와의 온도차 [ ℃]	레인지 이탈 면적율[％]
실시예 1	9.2	4.0	0.5	1.5	1.9	1.9
실시예 2				2.0	1.5	0.7
실시예 3				2.5	1.1	0.4
실시예 4				3.0	0.7	1.0
실시예 5			1.0	1.0	2.1	3.1
실시예 6				1.5	1.7	1.3
실시예 7				2.0	1.3	0.4
실시예 8				2.5	0.9	0.6
실시예 9			1.5	1.0	2.0	2.4
실시예 10				1.5	1.6	0.8
실시예 11				2.0	1.1	0.4
실시예 12				2.5	0.7	1.0
실시예 13			2.0	0.5	2.3	4.0
실시예 14				1.0	1.8	1.7
실시예 15				1.5	1.4	0.5
실시예 16				2.0	1.0	0.5
실시예 17			3.0	0.5	2.0	2.5
실시예 18				1.0	1.5	0.8
실시예 19				1.5	1.1	0.4
실시예 20				2.0	0.6	1.3
비교예 1			0.0	0.0	3.2	12.6

인쇄 전극(11)에 897.8 W의 전력을 공급하여 가열면(9)에 있어서의 발열 온도를 측정하였다. 또한, 실시예 2에 있어서의 897.8 W의 공급 전력은 실시예 1의 외부 직경이 300 ㎜인 세라믹 히터(1)에 있어서의 3 kW의 공급 전력에 해당하는 발열 밀도를 갖는다.

도 8은 표 1에 있어서의 본 발명의 실시예 7에 있어서의 가열면(9)의 온도 분포를 도시한 개략도이다. 가열면(9)의 거의 전체가 설정 온도인 45℃의 온도로 발열되어 있고, 도면의 상부에 2개소, 최저 온도인 42℃의 부위(63)가 보였다. 여기서, 설정 온도와 최저 온도와의 차는 3℃로서, 2℃보다도 크다. 이 42℃의 부위(63)의 면적은 62.5 ㎟였다. 따라서, 설정 온도와 최저 온도와의 온도차가 2℃보다도 커지는 부위의 레인지 이탈 면적율은 0.4％가 되었다.

또한, 이 레인지 이탈 면적율의 산출 방법을 간단히 설명한다. 가열면(9)과 전극 형성면(13)은 동일 면적으로 형성되어 있다. 우선, 가열면(9) 전체의 면적은 π×(141/2)2=15607 ㎟가 된다. 한편, 발열 온도가 42℃(최저 온도)의 부위(63)의 면적은 62.5 ㎟이다. 따라서, 표 1에 나타낸 바와 같이, 레인지 이탈 면적율=(62.5/15607)×100≒0.4％로 산출된다.

또한, 도 9는 표 1 중의 비교예 1의 가열면(9)에 있어서의 온도 분포를 나타내고 있다. 이 비교예 1에서는, 인쇄 전극(11)에 슬릿을 형성하지 않았다. 가열면(9)에 있어서 최저 온도인 42℃의 부위(63)가 3개소 보였다. 설정 온도와 최저 온도와의 온도차가 2℃보다도 큰 부위의 면적[부위(63)의 합계 면적]은 1967 ㎟였다. 따라서, 표 1에 나타낸 바와 같이, 레인지 이탈 면적율=(1967/15607)×100=12.6％가 된다. 다른 레인지 이탈 면적율의 산출 방법도 동일하게 하였다.

표 1에 나타내는 바와 같이, 전극 간격 z가 4 ㎜인 경우, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 20의 레인지 이탈 면적율은 비교예 1의 레인지 이탈 면적율보다도 대폭 작은 것이 판명되었다.

[실시예 3]

계속해서, 전극 간격 z를 1.5 ㎜로 하고, 슬릿(51)의 길이 x 및 폭 y를 하기 표 2에 나타내는 값으로 설정한 경우의 발열 온도를 측정하였다. 또한, 세라믹 히터(1)의 크기를, 외부 직경이 117 ㎜일 때 두께를 6 ㎜로 하였다. 또한, 가열부(3)는 실시예 1, 실시예 2와 마찬가지로 알루미나로 이루어지며, 세라믹 히터(1)의 제조 방법은 실시예 1 및 실시예 2와 동일하게 하였다.

	전극폭 [㎜]	전극 간격[㎜] …(z)	슬릿폭 [㎜]…(y)	슬릿길이 [㎜]…(x)	설정 온도와 최저 온도와의 온도차[ ℃]	레인지 이탈 면적율[％]
실시예 21	9.2	1.5	0.5	1.0	1.2	1.5
실시예 22				1.5	0.8	0.3
실시예 23				2.0	0.4	0.0
실시예 24				2.5	0.0	0.5
실시예 25			1.0	1.0	1.1	1.0
실시예 26				1.5	0.7	0.1
실시예 27				2.0	0.3	0.1
실시예 28				2.5	-0.2	1.1
실시예 29			1.5	0.5	1.4	2.1
실시예 30				1.0	0.9	0.6
실시예 31				1.5	0.5	0.0
실시예 32				2.0	0.1	0.4
실시예 33			2.0	0.5	1.2	1.5
실시예 34				1.0	0.8	0.2
실시예 35				1.5	0.3	0.0
실시예 36				2.0	-0.1	0.9
실시예 37			3.0	0.5	1.0	0.6
실시예 38				1.0	0.5	0.0
실시예 39				1.5	0.0	0.6
비교예 2			0.0	0.0	2.2	7.6

인쇄 전극(11)에 602.2 W의 전력을 공급하고, 가열면(9)에 있어서의 발열 온도를 측정하였다. 또한, 실시예 3에 있어서의 602.2 W의 공급 전력은 실시예 1의 외부 직경이 300 ㎜인 세라믹 히터(1)에 있어서의 3 kW의 공급 전력에 해당하는 발열 밀도를 갖는다.

도 10은 표 2의 본 발명의 실시예 23에 있어서의 온도 분포를 나타내는 가열면(9)의 개략도이다. 가열면(9)의 거의 전체에 걸쳐 설정 온도인 45℃의 온도로 발열되고 있었다. 또한, 최저 온도는 설정 온도인 45℃보다도 0.4℃ 낮은 44.6℃였다. 따라서, 설정 온도와 최저 온도와의 온도차가 2℃보다도 커지는 부위의 레인지 이탈 면적율은 0％가 되었다.

도 11은 표 2의 비교예 2에 있어서의 온도 분포를 나타내는 가열면(9)의 개략도이다. 이 비교예 2에서는, 인쇄 전극(11)에 슬릿을 형성하지 않았다. 가열면(9)에 있어서, 최저 온도인 42℃의 부위(63)가 3개소 보였다. 설정 온도와 최저 온도와의 온도차가 2℃보다도 커지는 부위의 면적[부위(63)의 합계 면적]은 817 ㎟이며, 레인지 이탈 면적율은 76％가 되었다.

표 2에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예 21 내지 실시예 39에 있어서의 레인지 이탈 면적율은 비교예 2에 있어서의 레인지 이탈 면적율보다도 대폭 작은 값이 되었다.

계속해서, 상기 실시 형태에서 나타낸 수학식 1, 수학식 2에 대해서 설명한다. 이하에, 수학식 1, 수학식 2를 다시 게재하였다.

수학식 1

ΔT=(-0.06y-0.773)x-0.24y+0.424z+1.522

수학식 2

S=(0.082z+2.5839)ΔT＾2+(-1.6817z-0.0561)ΔT+(1.4788z-1.6119)

상기 표 1 및 표 2에 기재된 x, y, z를 각각 수학식 1에 대입하여 ΔT를 구한다. 이 수학식 1에 의해 구한 ΔT가 2℃ 미만이 되는 x, y, z를 선택한다. 그리고, 이들 x, y, z, ΔT를 수학식 2에 대입하여 면적율(S)을 구하였다. 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 39의 전부에 대해서 면적율(S)가 5％ 이하가 되어 양호한 균열성을 갖는 것이 판명되었다. 구체적으로 일례를 나타낸다.

본 발명의 실시예 20에서는, x=2.0, y=3.0, z=4.0이다. 수학식 1을 이용하여 ΔT를 산출하면, ΔT≒O.592가 되었다. 이 O.592는 2 미만이기 때문에, 수학식 2에 의해 면적율(S)을 구하면, S≒1.31(5％ 이하)이 되었다. 이와 같이, 본 발명의 실시예 20에서는 ΔT가 2℃ 미만이 되고, 면적율(S)이 5％ 이하가 되었다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 세라믹 히터를 개략적으로 도시한 단면도.

도 2는 도 1의 A-A선을 따라 취한 단면도로서, 전극 형성면의 전체를 도시한 도면.

도 3은 도 2의 일부를 확대한 단면도.

도 4는 제2 굴곡부에 있어서의 슬릿 근방부를 확대한 평면도.

도 5는 실시예 1에 있어서, 인쇄 전극에 슬릿을 형성한 본 발명의 실시예의 가열면에서의 온도 분포를 도시한 개략도.

도 6은 실시예 1에 있어서, 인쇄 전극에 슬릿을 형성하지 않는 비교예의 가열면에서의 온도 분포를 도시한 개략도.

도 7은 실시예 1에 있어서, 도 5 및 도 6에서의 온도 측정 결과를 도시한 그래프.

도 8은 실시예 2에 있어서의 본 발명의 실시예 7의 가열면의 온도 분포를 도시한 개략도.

도 9는 실시예 2에 있어서의 비교예 1의 가열면의 온도 분포를 도시한 개략도.

도 10은 실시예 3에 있어서의 본 발명의 실시예 25의 가열면의 온도 분포를 도시한 개략도.

도 11은 실시예 3에 있어서의 비교예 2의 가열면의 온도 분포를 도시한 개략 도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 세라믹 히터 3 : 가열부

11 : 인쇄 전극 51 : 슬릿

33 : 제1 굴곡부(굴곡부) 35 : 제2 굴곡부(굴곡부)

37 : 제3 굴곡부(굴곡부) 39 : 제4 굴곡부(굴곡부)

41 : 제5 굴곡부(굴곡부) 43 : 제6 굴곡부(굴곡부)

45 : 제7 굴곡부(굴곡부) 47 : 제8 굴곡부(굴곡부)

49 : 제9 굴곡부(굴곡부)

53, 61 : 돌출부 55, 59 : 저밀도부

Claims

세라믹스로 이루어진 가열부와, 상기 가열부에 가열부의 둘레 방향을 따라 소용돌이 형상으로 연속하여 형성된 띠 형상의 인쇄 전극을 포함하고, 상기 인쇄 전극의 폭 방향으로 상기 가열부의 내주측으로부터 외주측을 향하여 연장되는 슬릿을 형성하고, 상기 슬릿을 상기 인쇄 전극의 부위 중 외주측을 향해 볼록한 형상으로 구부러지는 굴곡부에 형성한 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.
세라믹스로 이루어진 가열부와, 상기 가열부에 가열부의 둘레 방향을 따라 소용돌이 형상으로 연속하여 형성된 띠 형상의 인쇄 전극을 포함하고, 상기 인쇄 전극의 폭 방향으로 연장되는 슬릿을 상기 인쇄 전극에 형성하고,

상기 인쇄 전극의 인쇄 밀도가 낮은 저밀도부를 향해 인쇄 전극을 돌출시켜 형성하고, 상기 슬릿을 상기 저밀도부를 향하게 형성한 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.
제1항에 있어서, 상기 슬릿의 길이를 x, 폭을 y, 인접한 인쇄 전극끼리의 간격을 z로 했을 경우에, 하기 수학식 1에 의해 얻어지는 ΔT가 2℃ 미만이 되는 x, y, z를 선택하고, 이 때의 x, y, z, ΔT를 하기 수학식 2에 대입하여 면적율(S)을 산출하며, 이 산출한 면적율(S)이 5％ 이하가 되도록 상기 x, y, z를 설정한 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.

수학식 1

ΔT=(-0.06y-0.773)x-0.24y+0.424z+1.522

수학식 2

S=(0.082z+2.5839)ΔT＾2+(-1.6817z-0.0561)ΔT+(1.4788z-1.6119)