KR101164182B1 - 히터 플레이트 및 히터 플레이트 제조방법 - Google Patents

히터 플레이트 및 히터 플레이트 제조방법 Download PDF

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아키라 후쿠치
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후루카와 스카이 가부시키가이샤
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Abstract

히터 플레이트의 대형화에 따른 변형을 방지함과 함께 열전도성이 좋고, 내구성이 높은 히터 플레이트 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명의 히터 플레이트(1)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재 (2)와 부재 (3)으로 구성되고, 내부에 히터 회로(4)가 히터 플레이트 전체에 배설되어 있다. 부재 (2)와 부재 (3)에는 상기 히터 플레이트의 외주부와 히터 회로(4)의 전주 양측에 접합용 감합부로서 홈부와 凸부가 설치되어 있고, 또한, 보강용 감합부로서 홈부와 凸가 복수 설치되어 있다. 상기 보강용 감합부는 상기 히터 플레이트 외주부보다 내측으로 4000mm/m2 이상 설치되어 있으며, 상기 접합용 감합부 및 상기 보강용 감합부의 상호 거리를 18cm 이내로 한다.

Description

히터 플레이트 및 히터 플레이트 제조방법{HEATER PLATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 히터 플레이트의 대표예를 나타낸 도면,
도 2a는 본 발명의 실시예에 의한 히터 플레이트의 사시도,
도 2b는 종래기술의 보강용 감합부로 된 히터 플레이트의 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 히터 플레이트의 타측 부재가 4분할된 예를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 히터 플레이트의 외주부 접합용 감합부를 1중으로 한 대표예를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 히터 플레이트의 형상이 원형인 실시예로, 5a는 +자형의 보강용 감합부를 복수 설치한 실시예, 5b는 히터 회로를 따라 대략 장방형이나 대략 V자형의 보강용 감합부를 복수 설치한 실시예를 나타낸 도면,
도 6은 접합용 감합부 또는 보강용 감합부의 형상 실시예를 설명하는 단면도로서, 6a는 凸부 및 면취인 홈부의 단면 형상이 장방형의 실시예, 6b는 면취인 凸부 및 홈부의 단면 형상이 장방형의 실시예, 6c는 凸부 및 홈부의 단면 형상이 모두 사다리꼴의 실시예, 6d는 凸부의 단면 형상이 장방형이고 홈부의 단면 형상이 역사다리꼴의 실시예, 6e는 凸부의 단면 형상이 장방형이고 선단을 산형으로 하고 홈부의 단면 형상을 홈저부가 사다리꼴 이고 그 다른 부분을 장방형으로 한 실시예를 나타낸 도면,
도 7은 양부재에 감합용 홈부를 설치하고, 중간부재를 삽입하여 감합하는 본 발명의 히터 플레이트의 다른 실시예를 나타낸 도면,
도 8은 접합용 감합부 및 보강용 감합부의 홈부와 중간부재의 구체적 관계를 설명하는 도면,
도 9는 중간부재의 형상 실시예를 설명하는 것으로, 9a는 양부재의 홈부 단면 형상을 폭이 넓은 장방형과 폭이 좁은 장방형으로 하고 중간부재를 凸형으로 한 실시예, 9b는 양부재의 홈부 단면을 사다리꼴로 하고 중간부재로서 사다리꼴을 조합한 형상으로 한 실시예, 9c는 양부재의 홈부 단면을 장방형으로 하고 중간부재의 단면을 둥글게 한 실시예를 나타낸 도면,
도 10은 시스 히터를 내장한 종래의 주입형 히터 플레이트의 개략 구조를 나타낸 도면,
도 11은 볼트 체결형 히터 플레이트의 개략 구조를 나타낸 도면,
도 12는 종래 용접형 히터 플레이트의 개략 구조를 나타낸 도면,
도 13은 납땜 및 확산접합형 히터 플레이트의 개략 구조를 나타낸 도면,
도 14는 단압압접형 히터 플레이트의 개략 구조를 나타낸 도면, 그리고,
도 15는 내부에 시스 히터를 배설한 화학적 기상성장(CVD) 처리장치의 개략 구조를 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1,51,101,103,106,110,111,121;히터 플레이트
2,3,52,53,112,113;알루미늄 또는 알루미늄 합금부재
4;히터 회로 54,102,123;히터
5,6,8,9,56,59;접합용 감합부 7,10,57,60;보강용 감합부
11,12;중심선 13;접합용 감합부의 외측면위치
14;외주부의 각도단부 31,34,37,39,41,43;凸부
32,35,38,40,42,44,62,63;홈부
33,36;면취부 61;중간부재
104,107;하측 베이스 104a,107a;홈
105,108;상측 베이스 109;연주
112,113;알루미늄 부재 114;체결부
122;진공챔버 124;지지부재
125;기판 126;가스공급부
127;공급구
본 발명은, 특히 진공용기(진공챔버) 내에서 가열하는데 사용되는 시스 히터 (Sheath Heater)를 내장한 반도체 혹은 액정디스플레이 제조용 히터 플레이트 및 그 제조공정에서 건조, 예열 등에 사용되는 히터 플레이트와 그 제조방법에 관한 것이다. 상기 외에, 예를 들면 PDP, FED, ELD의 박형 디스플레이(FPD) 제조장치의 히터 플레이트로서 사용 가능하다. 또, 본 발명은 PTP 시드 제조용 히터 플레이트 등의 히터 플레이트 일반에도 적용이 가능하다.
종래로부터, 예를 들면, 반도체 제조장치나 액정디스플레이 제조장치 등 다양한 분야에서 금속 베이스에 히터를 내장한 히터 플레이트가 사용되고 있다. 이러한 히터 플레이트의 히터로서는, 일반적으로 스테인레스강제의 시스 히터가 이용되고 있다. 또, 히터 플레이트의 제조에는 시스 히터를 알루미늄에 부어 담은 것(주입형), 시스 히터를 알루미늄 또는 스테인레스 강판에 끼워 넣고 볼트로 체결한 것(볼트 체결형), 시스 히터를 끼워 넣은 판의 외주부를 용접한 것(용접형), 또한, 진공 중 또는 소정의 가스 분위기에서 가압하는 것에 의해 시스 히터를 사이에 끼운 2부재를 납땜, 납땜 및 확산 접합(납땜, 확산접합형) 또는 시스 히터를 끼워 넣은 판의 접합면 전둘레에 환상홈과 환상돌출부를 형성하여 단압압축에 의해 접합한 것(단압압접형) 등이 있다.
도 10에 시스 히터(102)를 내장한 종래 주입형 히터 플레이트(101)의 개략 구조를 나타낸다. 시스 히터(102)는 발열체를 스테인레스강제 보호 파이프에 넣고 절연제로 양자간을 전기적으로 절연한 것이다. 이 파이프상 시스 히터(102)를 소정의 패턴으로 구부러지게 가공하고, 알루미늄 베이스에 주입하여 절삭, 표면 연마 등의 가공을 실시하는 것에 의해 히터 플레이트가 제작된다.
또, 도 11에 종래 볼트 체결형 히터 플레이트(103)의 개략 구조를 나타낸다. 이 구조에서는 금속 베이스가 상하 2분할 되어 있고, 알루미늄, 스테인레스강 등으로 된 하측 베이스(104)에 형성된 홈(104a)에 상기에서 언급한 동일 시스 히터(102)를 배설하고, 상측 베이스(105)을 밀착시켜 양자를 적소에서 볼트 체결하여 일체화 하고 있다.
또, 도 12에 종래 용접형 히터 플레이트(106)의 개략 구조를 나타낸다. 이 구조에서도 금속 베이스가 상하 2분할 되어 있으며, 알루미늄, 스테인레스강 등으로된 하측 베이스(107)에 형성된 홈(107a)에 상기와 동일한 시스 히터(102)를 배설하고, 상측 베이스(108)를 밀착시켜 양자를 그 연부(109)에서만 용접하여 일체화 하고 있다.
또, 도 13에 종래 납땜, 확산접합형 히터 플레이트(110)의 개략 구조를 나타낸다. 이 구조에서도 금속 베이스가 상하 2분할 되어 있고, 금속으로된 하측 베이스(107)와 상측 베이스(108) 사이에 경계를 지어 구획된 홈(107a)에 상기와 동일한 시스 히터(102)를 배설하고, 상측 베이스(108)와 하측 베이스(107)의 한 쪽 또는 양방을 소성변형시킨 상태로 그 전면에 걸쳐 납땜, 납땜 및 확산접합의 어느 것으로 접합하여 일체화 하고 있다.
또한, 도 14에 종래의 단압압접형 히터 플레이트(111)의 개략 구조를 나타낸다. 이 구조에서도 금속 베이스가 상하 2분할 되어 있고, 알루미늄 부재(112)(113)의 접합면 전 둘레에 사각형 또는 다각형 혹은 원형의 환상홈과 환상돌출부를 형성하고, 단압압축에 의해 체결부(114)에서 밀폐, 금속 접합되어 있다.
특허문헌 일본 특개평11-285775, 특개 2000-311932 및 특개 2000-243542 참조
히터 플레이트는, 액정 텔레비젼 등의 대형화에 따라서 근년 급속한 대형화가 진전되고 있으며, 요 수년 사이 제 4 세대의 730mm×920mm, 제 5 세대의 1100mm×1300mm으로부터 제 6 세대의 1500mm×1800mm, 제 7 세대의 2100mm×2400mm로 변화되고 있고, 플레이트 두께도 약 20~120mm정도 두께의 것이 사용되고 있다. 이와 같은 히터 플레이트의 대형화에 따라, 특히 히터 플레이트의 변형이 큰 문제로 되고 있다.
예를 들어, 제 7 세대의 대형 히터 플레이트를 약 300℃의 사용 온도에서 2년간 사용하면, 히터의 수명이나, 닳음 또는 벗겨짐 등 히터 플레이트의 변형 문제가 있으며, 최대 2mm 정도 변형한 예를 볼 수 있었다.
상기 종래기술에서 설명한 히터 플레이트의 구조 중 주입형의 히터 플레이트는, 시스 히터가 알루미늄 주물과 밀착되어 있으므로 히터의 열전도성은 양호하기는 하지만, 시스 히터 보호 파이프에 이용되는 스테인레스강, 인코넬제 등의 금속과 금속 베이스로서의 알루미늄과의 열팽창계수가 다르기 때문에, 고온시에 그 열응력에 의해 히터가 변형하고, 반복 사용에 의해 단선되기도 하며, 경우에 따라서는 히터 플레이트 전체가 변형한다고 하는 문제가 있다. 특히 대형화에 따른 히터 플레이트 전체의 변형량도 크게 되어 장기간 사용에 지장을 초래할 우려가 있다.
한편, 알루미늄 베이스의 볼트 체결형 히터 플레이트는, 홈에 극간이 있어 이 극간이 단열층으로 되어 버림과 함께 각부가 물리적으로 접하고 있을 뿐이므로, 상하 베이스와 시스 히터 또는 베이스끼리의 밀착성이 낮고, 열전도성이 나쁘며, 경우에 따라서는 국부적으로 승온되어 히터를 손상한다고 하는 문제가 있다. 이는 용접형 히터 플레이트에 있어서도 동일하다. 더욱이, 용접형 히터 플레이트는 용접에 의한 왜곡도 크며, 형상유지 점에서도 문제가 있다. 특히 히터 플레이트의 볼트 체결부 또는 용접부에서 떨어진 위치에서의 변형은 히터 플레이트가 대형으로 될수록 커진다고 하는 문제가 있다.
납땜, 확산접합타입은, 진공 중 또는 질소 가스 등의 분위기에서 대향하는 부재의 전면 가압 접합을 행하기 때문에, 대형 부재를 접합할 수 없을 뿐만 아니라 땜납, 납땜 등의 접합을 위한 제 3의 접합용부재를 필요로 하는 등의 문제가 있다. 따라서, 히터 플레이트의 대형화에는 적합하지 않다고 하는 문제가 있다.
또한, 종래의 제조방법에서 가장 우수한 단압형 히터 플레이트에서는, 히터 플레이트의 대형화에 따라, 2매 판재의 외주부와 히터부 근방에 감합용 凹부 또는 凸부를 가공하여 이를 감합시켜 단압압접에 의해 접합하는 특개 2000-311932에 개시되어 있는데, 이는 300~500℃ 사이의 고온에서 장시간 사용함으로써 크리프(creep) 변형이 생기고, 외주부와 히터 근방부나 히터 내측의 판중심 근방 등에 열응력에 의한 변형이 생겨, 히터 플레이트를 사용할 수 없게 되는 문제가 생긴다.
히터 플레이트의 대형화에 따라 생기는 상기 히터 플레이트의 변형 문제와 제조 코스트의 증대 문제 때문에, 이제까지의 단압압접방법을 개선할 필요가 생겼다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 히터 플레이트의 열응력에 의한 변형을 방지함과 함께, 열전도성이 양호하고, 내구성이 높은 히터 플레이트 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제 1 실시예는, 히터 플레이트의 외주부 및 내부에 형성된 히터 회로 전주(全周)의 양측에 접합용 감합부로서 홈부 또는 凸부를 설치하고 또한 보강용 감합부로서 홈부 또는 凸부를 설치한 일측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재와, 상기 일측 부재에 설치된 상기 접합용 감합부 및 상기 보강용 감합부와 대향하는 위치에 접합용 감합부로서 상기 히터 플레이트의 외주부 및 내부에 형성된 상기 히터 회로 전주의 양측에 凸부 또는 홈부를 설치하고 또한 보강용 감합부로서 凸부 또는 홈부를 설치한 적어도 하나 이상으로 된 타측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재를, 양부재에 설치한 상기 접합용 감합부와 상기 보강용 감합부를 감합하고 단압압접에 의해 금속 접합한 히터 플레이트이다.
본 발명의 제 2 실시예는, 상기 접합용 감합부의 내부 히터 플레이트의 외주부에 형성된 접합용 감합부는 내부에 히터 회로가 내포되지 않는 것을 특징으로하는 히터 플레이트이다.
본 발명의 제 3 실시예는, 상기 보강용 감합부의 형상이, 상기 히터 플레이트의 장축에 평행, 수직, 경사 등의 직선, 원호, 타원호 일부 등의 곡선, 이들을 복합한 도형 등 임의 형상의 곡선으로 된 것을 특징으로 하는 히터 플레이트이다.
본 발명의 제 4 실시예는, 상기 보강용 감합부의 레이 아웃 형상이, 상기 히터 플레이트 서로에 직행하는 2개 중심축의 적어도 1개에 대칭이거나 또는 상기 히터 플레이트의 중심에 대하여 점대칭인 것을 특징으로 하는 히터 플레이트이다.
본 발명의 제 5 실시예는, 상기 히터 회로의 레이 아웃이, 상기 히터 플레이트 서로에 직행하는 2개 중심축의 적어도 1개에 대칭이거나 또는 상기 히터 플레이트의 중심에 대하여 점대칭인 것을 특징으로 하는 히터 플레이트이다.
본 발명의 제 6 실시예는, 상기 히터 플레이트 외주부의 상기 접합용 감합부의 레이 아웃 형상이, 상기 히터 플레이트 서로에 직행하는 2개 중심축의 적어도 1개에 대칭이거나 또는 상기 히터 플레이트의 중심에 대하여 점대칭인 것을 특징으로 하는 히터 플레이트이다.
본 발명의 제 7 실시예는, 상기 히터 플레이트 외주부의 상기 접합용 감합부보다 내측에서 상기 히터 회로 전주의 양측에 설치된 상기 접합용 감합부 이외의 위치에 상기 보강용 감합부를 설치한 것을 특징으로 하는 히터 플레이트이다.
본 발명의 제 8 실시예는, 상기 히터 플레이트 외주부의 상기 접합용 감합부의 외측면 위치가 상기 히터 플레이트 외주부의 각변 단부에서 20mm 이내에 위치하는 것을 특징으로 하는 히터 플레이트이다.
본 발명의 제 9 실시예는, 상기 히터 플레이트 외주부의 상기 접합용 감합부보다 내측에서 상기 히터 회로가 배설된 상기 접합용 감합부 이외의 위치에 상기 보강용 감합부를 판 면적에 대하여 평균으로 4000mm/m2 이상 설치하는 것을 특징으로 하는 히터 플레이트이다.
본 발명의 제 10 실시예는, 상기 히터 플레이트 외주부의 상기 접합용 감합부의 외측면 위치가 상기 히터 플레이트 외주부의 각변 단부에 20mm 이내에 위치하고, 또, 상기 히터 플레이트 외주부의 상기 접합용 감합부보다 내측에서 상기 히터 회로가 배설된 상기 접합용 감합부 이외의 위치에 상기 보강용 감합부를 판 면적에 대하여 평균으로 4000mm/m2 이상 설치하는 것을 특징으로 하는 히터 플레이트이다.
본 발명의 제 11 실시예는, 상기 히터 플레이트 외주부의 상기 접합용 감합부가 히터 플레이트 외주를 따라서 2중으로 설치된 것을 특징으로 하는 히터 플레이트이다.
본 발명의 제 12 실시예는, 상기 접합용 감합부 및 상기 보강용 감합부의 어느 위치도, 히트 플레이트의 임의 위치에서 인접한 상호 거리가 18cm를 초과하지 않도록 상기 보강용 감합부를 설치한 것을 특징으로 하는 히터 플레이트이다.
본 발명의 제 13 실시예는, 상기 히터 플레이트가, JIS 1050, 1100, 3003, 3004, 5005, 5052, 6063, 6061, 7003, 7NO1 중 어느 것의 합금으로 된 것을 특징으로 하는 히터 플레이트이다.
본 발명의 제 14 실시예는, 상기 히터 회로의 단면 형상이, 원형 또는 코너부가 소정 곡률의 곡선으로된 대략 장방형(대략 정방형도 포함)으로 된 파이프 상 또는 가늘은 가지(細幅條)를 파이프 형상으로 엮은 것인 것을 특징으로 하는 히터 플레이트이다.
본 발명의 제 15 실시예는, 히터 플레이트의 외주부 및 내부에 형성된 히터 회로 전주의 양측에 접합용 감합부로서 홈부를 설치하고 또한 보강용 감합부로서 홈부를 설치한 일측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재와, 상기 일측 부재에 설치된 상기 접합용 감합부 및 상기 보강용 감합부와 대향하는 위치에 접합용 감합부로서 상기 히터 플레이트의 외주부 및 내부에 형성된 상기 히터 회로 전주의 양측에 홈부를 설치하고 또한 보강용 감합부로서 홈부를 설치한 타측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재를, 상기 양부재에 설치된 상기 홈부에 중간부재를 삽입하고 단압압접에 의해 금속 접합한 것을 특징으로 하는 히터 플레이트이다.
본 발명의 제 16 실시예는, 상기 접합용 감합부와 상기 보강용 감합부는, 적어도 어느 한 쪽 또는 그 어느 한 쪽의 일부의 감합이 양부재와도 홈부를 형성하여 중간부재를 삽입하고 단압압접에 의해 금속 접합한 것을 특징으로 하는 히터 플레이트이다.
본 발명의 제 17 실시예는, 히터 플레이트의 외주부 및 내부에 형성된 히터 회로 전주(全周)의 양측에 접합용 감합부로서 홈부 또는 凸부를 설치하고 또한 보강용 감합부로서 홈부 또는 凸부를 설치한 일측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재와, 상기 일측 부재에 설치된 상기 접합용 감합부 및 상기 보강용 감합부와 대향하는 위치에 접합용 감합부로서 상기 히터 플레이트의 외주부 및 내부에 형성된 상기 히터 회로 전주의 양측에 凸부 또는 홈부를 설치하고 또한 보강용 감합부로서 凸부 또는 홈부를 설치한 타측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재를, 상기 양부재에 설치한 상기 접합용 감합부와 상기 보강용 감합부를 감합하여 단압압접에 의해 금속 접합하는 히터 플레이트 제조방법이다.
본 발명의 제 18 실시예는, 상기 히터 플레이트 외주부에 형성된 상기 히터 회로의 히터가, 상기 히터 플레이트 외주부에 배설된 상기 접합용 감합부에 의해 그 양측을 밀랍으로 구속하고 있는 것을 특징으로 히터 플레이트 제조방법이다.
본 발명의 제 19 실시예는, 상기 타측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재가 복수인 것을 특징으로 하는 히터 플레이트 제조방법이다.
본 발명의 제 20 실시예는, 상기 복수의 타측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재를 순차 단압압접에 의해 금속 접합하는 것을 특징으로 하는 히터 플레이트 제조방법이다.
본 발명의 제 21 실시예는, 히터 플레이트의 외주부 및 내부에 형성된 히터 회로 전주의 양측에 접합용 감합부로서 홈부를 설치하고 또한 보강용 감합부로서 홈부를 설치한 일측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재와, 상기 일측 부재에 설치된 상기 접합용 감합부 및 상기 보강용 감합부와 대향하는 위치에 접합용 감합부로서 상기 히터 플레이트의 외주부 및 내부에 형성된 상기 히터 회로 전주의 양측에 홈부를 설치하고 또한 보강용 감합부로서 홈부를 설치한 타측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재를, 상기 양부재에 설치된 상기 홈부에 중간부재를 삽입하고 단압압접에 의해 금속 접합한 것을 특징으로 하는 히터 플레이트 제조방법이다.
본 발명의 제 22 실시예는, 상기 접합용 감합부와 상기 보강용 감합부는, 적어도 어느 한 쪽 또는 그 어느 한 쪽의 일부의 감합이 양부재와도 홈부를 형성하여 중간부재를 삽입하고 단압압접에 의해 금속 접합한 것을 특징으로 하는 히터 플레이트 제조방법이다.
본 발명의 제 23 실시예는, 상기 히터 플레이트 외주부의 상기 접합용 감합부가 적어도 2중 이상으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 히터 플레이트 제조방법이다.
본 발명의 제 24 실시예는, 상기 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재의 상기 접합용 감합부 또는 상기 보강용 감합부로서 감합 凸부의 단면적이 홈부 수납 공간의 단면적보다 크고, 또 감합 凸부의 높이가 홈부의 깊이보다 큰 것을 특징으로 하는 히터 플레이트 제조방법이다.
본 발명의 제 25 실시예는, 상기 감합 凸부의 높이와 폭의 비율이 1 이상 4이하인 것을 특징으로 하는 히터 플레이트 제조방법이다.
본 발명의 제 26 실시예는, 상기 감합 凸부의 높이와 폭의 비율이 2 이상 3이하인 것을 특징으로 하는 히터 플레이트 제조방법이다.
본 발명의 제 27 실시예는, 적어도 하나의 상기 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재가, JIS 1050, 1100, 3003, 3004, 5005, 5052, 6063, 6061, 7003, 7NO1 중 어느 하나의 합금으로 된 것을 특징으로 하는 히터 플레이트 제조방법이다.
본 발명의 제 28 실시예는, 상기 일측 또는 타측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재의 단압압접 온도가 250℃에서 500℃ 사이인 것을 특징으로 하는 히터 플레이트 제조방법이다.
본 발명의 제 29 실시예는, 청구항 24 항에서 청구항 26 항 중 어느 한 항에 기재된 단압압접방법을 이용하여 단압압접하는 것에 의해 상기 히터 플레이트의 시스부에 대한 일측 또는 타측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재의 밀착성 향상방법이다.
본 발명의 제 30 실시예는, 청구항 29 항 기재의 히터 플레이트의 시스부에 대한 일측 또는 타측 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재의 밀착성 향상방법을 이용한 히터 수명 향상방법이다.
본 발명의 내부에 시스 히터를 배설한 히터 플레이트는, 금속부재에 히터 회로를 밀착시킴으로써, 히터 회로의 발열이 히터 플레이트의 금속부재에 전달된다. 또, 히터 회로는 히터 플레이트를 균일한 온도로 가열하도록 히터 플레이트의 내부에 배설되어 있다. 예를 들면, 히터 회로를 여러가지 형상으로 배설하여 히터 플레이트를 균일한 온도로 가열하도록 되어 있다. 또 히터 회로는 스테인레스강 예를 들면 SUS304, 니켈 합금 예를 들면 인코로이(Incoloy), 티탄 시스재(파이프)의 가운데에 전열선과 절연재가 봉입되어 있는 것이다.
본 발명에 의해 제조된 내부에 히터 회로를 배설한 히터 플레이트는, 반도체나 액정 제조장치의 진공용기(진공챔버) 내에서 히터 플레이트로서 이용되는 것이다. 도 15에 내부에 히터 회로를 배설한 히터 플레이트의 사용예를 나타낸다.
도 15는 화학적 기상성장(CVD) 처리장치이며, 진공챔버(122) 내에 히터 회로(123)를 배설한 히터 플레이트(121)가 지지부재(124)에 의해 설치되어 있다. 히터 플레이트(121)에는 기판(125)이 적치된다. 또 진공챔버(122)내에는 CVD 처리를 위한 가스 공급부(126)가 설치되어 있고, 공급구(127)에서 가스를 공급하여 화학적 기상성장에 의해 기판(125)에 성막하는 것이다.
히터 플레이트의 수명에 영향을 미치는 요인으로서, (1)변형(감합부의 틀어짐, 플레이트 전체적인 변형, 국부 변형), (2)히터의 수명, (3)표면층의 변질(CVD 가스의 진공에 의한 표면층의 변질)을 들 수 있다. 이 중, 특히 히터 플레이트의 대형화와 함께 변형이 큰 과제이다.
본 발명의 히터 플레이트는 상기 제 1의 요인인 변형을 방지하기 위하여, 상기 히터 플레이트의 외주부 및 내부에 배설된 히터 회로의 전주 양측에 접합용 감합부를 설치하고 또한 보강용 감합부도 적절히 배설하고 있다.
상기 히터 플레이트의 외주부에 설치한 접합용 감합부는, 부재를 접합하는 것에 더하여 히터 플레이트의 변형 방지와 진공환경에서 기밀성을 확보하는 역할을 기대할 수 있다. 특히 외주부 이외의 히터 회로의 전주 양측에 설치된 접합용 감합부는 부재의 접합과 히터 플레이트의 변형 방지의 역할을 담당한다. 또한, 보강용 감합부도 부재의 접합과 히터 플레이트의 변형 방지의 역할을 담당한다.
이에 의해 상기 접합부의 틀어짐, 상기 히터 플레이트의 전체 변형 및 국부적인 변형을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 히터 회로의 밀착성을 높여 열전도성을 양호하게 할 수 있으므로 상기의 제 2의 요인인 히터수명도 개선할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 실시예에 의한 히터 플레이트의 실시예이다. 도 1에 있어서 히터 플레이트(1)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재 (2)와 부재 (3)으로 구성되어 있으며, 내부 및 외주부에 히터 회로(4)가 히터 플레이트 전체에 배설되어 있다. 본 실시예에서는 히터 플레이트의 외주부에도 히터 회로가 배설되어 있으나, 히터 플레이트 내부에만 히터 회로가 배설되는 것도 좋다.
부재 (2)에는 내부 및 외주부의 히터 회로(4)의 전주 양측에 접합용 감합부(5)(6)로서 凸부가 설치되어 있고, 또한 보강용 감합부(7)로서 凸부가 복수 설치되어 있다. 또, 부재 (3)에는 부재 (2)에 설치된 접합용 감합부(5)(6)와 대향하는 위치에 접합용 감합부(8)(9)로서 내부 및 외주부 히터 회로(4)의 전주 양측에 홈부가 설치되어 있고, 또한 보강용 감합부(10)로서 홈부가 설치되어 있다.
도 2에는 도 1에 나타낸 본 발명 실시예의 히터 플레이트의 사시도를 나타낸다. 도 2(a)는 본 발명 실시예의 히터 플레이트이고, (b)는 비교를 위한 보강용 감합부인 종래 히터 플레이트를 나타낸다.
상기한 바와 같이 구성된 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재 (2)와 부재 (3)은 부재 (2)의 접합용 감합부(5)(6)인 凸부와 보강용 감합부(7)인 凸부에 부재 (3)의 접합용 감합부(8)(9)인 홈부와 보강용 감합부(10)인 홈부를 각각 감합하여, 단압압접에 의해 금속 접합하고 있다.
도 1에서 부재 (3)은 일체로 되어 있으나, 복수의 부재로 구성되어도 좋다. 부재 (3)이 복수로 분할된 일 실시예를 도 3에 나타낸다. 도 3의 실시예에서는 부재 (3)이 중심선(11)(12)에서 4분할되어 있다. 부재 (3)이 복수로 분할되어 있는 경우, 분할된 부재를 순차 단압압접 하면 좋으며, 히터 플레이트를 대형화 하여도 프레스기를 반드시 대형화할 필요가 없다. 이 경우 히터 플레이트를 중심선(11)에서 분할하면, 중심선(11) 상에 있는 보강용 감합부의 감합이 절반씩으로 되기 때문에 중심선(11)에서 분할하지 않고 분할하는 위치를 필요에 따라 적절하게 비켜 놓는 등의 변경은 가능하다.
또 도 1에서는 외주부의 접합용 감합부(5)(8)가 2중으로 설치되어 있으나, 1중으로 하여도 좋다. 외주부의 접합용 감합부(5)(8)를 1중으로 한 실시예를 도 4에 나타낸다. 도 4의 실시예에서는 삭제한 외주부의 접합용 감합부(5)(8)의 위치에 보강용 감합부(13)가 추가되어 있고, 부재의 접합과 변형방지의 역할을 담당한다.
본 실시예에서 부재 (2)에는 감합용 凸부를 설치하고 부재 (3)에 감합용 홈부를 설치하였으나, 역으로 부재 (2)에 홈부를 설치하고 부재 (3)에 凸부를 설치하여도 좋다. 또는 부재 (2)에 감합용 凸부와 홈부를 적절히 배분하여 설치하고, 부재 (3)에는 부재 (2)의 凸부에 대향하는 위치에 홈부를 또는 부재 (2)의 홈부에 대향하는 위치에 凸부를 설치하도록 하여도 좋다.
본 발명의 히터 플레이트의 형상은, 도 1에서 도 4에 나타낸 실시예에서는 사각형이지만, 반드시 사각형일 필요는 없으며, 도 5에는 히터 플레이트의 형상이 원형의 실시예를 나타낸다.
보강용 감합부(7)(10)의 형상은 히터 플레이트의 장축에 평행, 수직, 경사 등의 직선, 원호, 타원호의 일부등의 곡선, 이들을 복합한 +자형 등 임의 형상의 직선 또는 곡선으로 되어도 좋다.
또 보강용 감합부(7)(10)의 레이아웃 형상은 히터 플레이트(1) 서로에 직행하는 2개 중심축의 적어도 하나에 대칭이거나 또는 중심에 대하여 점대칭인 것이 바람직하다. 동일하게 히터 플레이트(1) 외주부의 접합용 감합부(5)(8)의 레이아웃 형상도 히터 플레이트(1) 서로에 직행하는 2개 중심축의 적어도 하나에 대칭이거나 또는 중심에 대하여 점대칭인 것이 좋다.
더욱이 히터 회로(4)의 레이아웃도 히터 플레이트(1) 서로에 직행하는 2개 중심축의 적어도 하나에 대칭이거나 또는 중심에 대하여 점대칭인 것이 바람직하다. 물론 서로에 직행하는 2개의 중심축에 대칭인 것이 한 쪽의 중심축만에 대칭인 것보다 좋으나, 실제는 히터의 시점, 종점 등의 설계에 있어서 2개 중심축에 대칭인 설계로 하는 것은 곤란하기 때문에, 적어도 하나에 대칭이거나 또는 중심에 대하여 점대칭인 것이 바람직하다.
예를 들면, 도 1, 도 4, 도 5 등을 보면 알 수 있는 바, 이들의 경우도 하나의 중심축에 대해서는 대칭으로, 다른 대칭축에 대해서도 대칭으로 되어 있다. 물론, 소정 레벨의 대칭성을 만족하면, 2개 중심축에 대하여 모두 대략 대칭이어도 좋으며, 중심에 대하여 대략 점대칭이어도 좋다.
가장 바람직하게는, 2개 대칭축의 양방에 동시에 대칭이거나 중심에 대하여 점대칭인 것이 보다 바람직하나, 이와 같이 완전한 대칭성을 유지하는 것은 히터 레이아웃이나 히터 플레이트에서의 히터 취출구의 설계 형편에 의해 실제는 곤란하기 때문에, 실용적으로 변형을 방지할 수 있는 레벨이면 대략 대칭이면 좋다.
다음으로, 접합용 감합부(5)(6)(8)(9) 및 보강용 감합부(7)(10)의 배치 위치에 대하여 설명한다.
히터 플레이트의 변형을 억제하기 위해서는, 접합용 감합부 및 보강용 감합부를 적절히 배치할 필요가 있기 때문에, 이하에서는 접합용 감합부 및 보강용 감합부의 바람직한 배치위치나 치수 등을 수치를 명시하여 설명한다.
히터 플레이트(1)의 외주부에 설치된 감합용 접합부(5)(8)는 그 외측면 위치(13)와 히터 플레이트(1)의 외주부 각 변 단부(14)의 거리(L)가 20mm 이내로 되도록 배치되는 것이 좋다. 이유는, 20mm보다 크면 외주부 전체를 접합하는 목적을 달성할 수 없기 때문이다. 최대 20mm 이면, 접합시에 재료가 회피하는 것에 의한 접합성 저하를 방지할 수 있다. 더욱이, 히터 플레이트(1)의 외주에 철제의 구속용 플레이트 등을 배치하면, 단압압접시에 접합용 감합부와 각 변 단부의 재료가 단부방향으로 회피하는 것을 방지할 수 있으므로 그 거리는, 수 mm 정도로 하는 것도 0으로 하는 것도 가능하다. 또 히터 플레이트 외주부의 접합용 감합부(5)(8)의 내측에 보강용 감합부(7)(10)를 설치하는 경우에는 히터 플레이트의 판 면적에 평균으로 4000mm/m2 이상 설치하는 것이 좋다. 여기서, 보강용 감합부(7)(10)를 판 면적에 대하여 평균으로 4000mm/m2 이상 설치하지 않으면, 변형을 방지하는 효과가 부족하고, 이를 초과하면 변형에 대한 저항이 충분한 것으로 된다.
또한, 상기와 같이 히터 플레이트(1)의 외주부에 배치된 접합용 감합부(5)(8)가 그 외측면 위치(13)와 히터 플레이트 외주부의 각 변 단부(14)의 거리가 20mm 이내 이고, 또 히터 플레이트 외주부의 접합용 감합부(5)(8)의 내측에 보강용 감합부(7)(10)가 설치되어 있는 경우에는 판 면적에 대하여 평균으로 4000mm/m2 이상의 보강용 감합부(7)(10)를 설치하는 것도 좋다.
도 1에서는 히터 플레이트(1)의 외주부에 접합용 감합부(5)(8)가 2중으로 설치되어 있으나, 외주부에 접합용 감합부를 1중으로 설치하여도 좋다.
다음으로, 보강용 감합부(7)(10)의 배치 조건에 대하여 설명한다.
히터 플레이트(1)의 외주부와 히터 회로(4)의 전주 양측에 설치된 접합용 감합부(5)(6)(8)(9)만으로는 상기 접합용 감합부로부터 떨어진 영역이 있으며, 이 영역의 접합강도가 낮으므로 변형될 우려가 있다.
그래서 본 발명에서는 히터 플레이트 외주부의 내측 임의의 위치에 상기 접합용 감합부 또는 상기 보강용 감합부가 18cm를 초과하지 않는 범위로 인접하도록 보강용 감합부(7)(10)를 추가하고 있다. 즉, 상기 접합용 감합부 또는 상기 보강용 감합부 어느 부위도 서로의 위치가 18cm를 초과하지 않도록 배치하는 것이 좋다. 바람직하게는 15cm를 초과하지 않도록 하는 것이 좋다.
도 1에서는, 예로서 접합용 감합부(6)(9)와 보강용 감합부(7)(10)가 비교적 떨어진 위치(A)에 있어서도 서로 거리가 18cm를 초과하지 않도록 보가용 감합부(7)(10)를 설치하고 있다.
상기 히터의 대칭성, 상기 접합용 감합부 및 상기 보강용 감합부의 상호 거리, 상기 보강용 감합부의 형상 및 길이를 파라메타로 하여 단압압접에 의한 금속 접합으로 히터 플레이트를 제작하고, 진공중에서 300℃의 조건으로 2년간 시험을 행한 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다. 표 1은 사각형상 히터 플레이트의 보강용 접합부의 길이(히터 플레이트의 전체에 점하는 보강용 접합부 배치 길이의 비율을 히터 플레이트의 단위 면적당 길이로 표시한 값)와 변형 및 히터 수명의 관계를 요약한 것이다. 표 1 및 표 2에서는 특히 도시하지 않았으나, 보강용 감합부의 레이이웃은 히터 플레이트 서로에 직교하는 2개 중심축의 적어도 하나의 중심축에 대칭하도록 배설하였다.
표 1 사각형상 히터 플레이트의 보가용 접합부와 변형 및 히터 수명 관계
No 히터플레이트
히터접합부 외주 치수

감합부수

히터
대칭성
접합부간거리 보강용접합부 히터플레이트변형
히터수명
형식 사이즈 형상 길이
(mm/m2)
전체 국부
1 A1 360×360 330×300 1 O O 없음 - 없음 없음 O
2 B1 680×820 660×800 1 O O 없음 - X
3 B1 680×820 660×800 1 O O 곡선?직선 2800 없음
4 B1 680×820 660×800 1 O O 곡선?직선 3800 없음
5 B1 680×820 660×800 1 X O 곡선?직선 4400 없음 O
6 B1 680×820 660×800 1 O O 곡선?직선 4400 없음 없음 O
7 B1 680×820 660×800 1 O O 곡선?직선 5800 없음 없음
8 C1 1240×1620 1220×1600 2 O O 없음 - X
9 C1 1240×1620 1220×1600 2 O O 곡선?직선 3800 없음
10 C1 1240×1620 1220×1600 2 O X 곡선?직선 4200 없음
11 C1 1240×1620 1220×1600 2 O O 곡선?직선 4200 없음 없음 O
12 C1 1240×1620 1220×1600 2 O O 곡선?직선 5300 없음 없음
13 D1 2020×2360 2000×2340 2 O O 없음 - X
14 D1 2020×2360 2000×2340 2 O O 곡선?직선 3700 없음 X
15 D1 2020×2360 2000×2340 2 O O 곡선?직선 4400 없음 없음 O
16 D1 2020×2360 2000×2340 2 O O 곡선?직선 5800 없음 없음
표 2 원형상 히터 플레이트의 보강용 접합부와 변형 및 히터 수명 관계
No 히터플레이트 히터접합부 외부치수 감합
부수
히터 대칭성 접합부간거리 보강용 접합부 히터플레이트변형 히터
수명
형식 사이즈 형상 길이
(mm/m2)
전체 국부
1 A2 330Ø 300Ø 1 O O 없음 - 없음 없음 O
2 B2 840Ø 800Ø 1 O O 없음 - X
3 B2 840Ø 800Ø 1 O O 곡선 2800 없음
4 B2 840Ø 800Ø 1 O O 곡선 3800 없음
5 B2 840Ø 800Ø 1 O X 곡선 4200 없음
6 B2 840Ø 800Ø 1 O O 곡선 4200 없음 없음 O
7 B2 840Ø 800Ø 1 O O 곡선 5800 없음 없음
8 C2 1240Ø 1200Ø 2 O O 없음 - X
9 C2 1240Ø 1200Ø 2 O O +자 3800 없음
10 C2 1240Ø 1200Ø 2 O X +자 4400 없음
11 C2 1240Ø 1200Ø 2 O O +자 4400 없음 없음 0
12 C2 1240Ø 1200Ø 2 O O +자 5800 없음 없음
단, 히터 플레이트의 수명으로서는, 히터 플레이트의 변형이 2mm에 도달할 때까지의 시간으로 평가한다. 1년을 수명 합격라인으로 하여, 2년 이상, 1년 이상 2년 미만, 반년 이상 1년 미만, 반면 미만 4단계로 분류하고, 각각을 ◎,○,△,×로 나타내었다.
여기서, 시험에는 히터 플레이트의 편측판 두께는 모두 40mm로 하여, 접합용 감합부와 보강용 감합부의 홈폭은 모두 10mm로 하고, 홈깊이는 모두 20mm의 사각형 단면 형상으로 홈을 가공한 것을 이용하였다. 단, 평가 시험에 있어서, 접합용 감합부와 보강용 감합부의 홈폭은 모두 10mm로 하고, 홈깊이는 모두 20mm의 사각형 단면형상으로 홈을 가공한 것을 이용하는 것은, 본 시험에 우선하여 행한 예비시험에 의해 히터 플레이트의 편측판 두께 40mm로 하여 접합용 감합부와 보강용 감합부의 홈폭과 홈깊이의 관계를 홈폭 10mm에 대하여 홈깊이 10mm, 20mm, 30mm의 재료를 이용한 확인 시험에 의해, 홈깊이 10mm 이상 이면 변형에 대한 수명이 변하지 않는 것을 확인하였기 때문이다.
표 1에 있어서 No 1의 히터 플레이트는 사이즈가 작기 때문에, 보강용 감합부를 설치하지 않아도 히터 플레이트의 변형은 없고 히터 수명도 소정 수명을 만족한다(표 중 ○로 나타내었다). 이에 대하여 사이즈가 종축과도 약 2배의 No 2, 또한 대형의 No 8, No 13의 히터 플레이트에서는, 보강용 접합부가 없고 접합용 감합부만으로 히터 플레이트 전체를 구속하고 있기 때문에, 히터 플레이트가 중심부를 중심으로 전체적으로 변형하고 히터 수명도 불충분하게 된다(표 중 x로 나타내었다).
또, 보강용 접합부의 길이가 4000/m2 미만의 경우에는, 히터 플레이트 전체의 변형이 발생되고, 보강용 감합부가 없는 No 8, No 13의 경우보다 히터 수명이 길기는 하지만, 불충분하다(표 중 △로 나타내었다). 구체적으로는, No 3의 보강용 접합부의 길이가 2800/m2의 경우, 및 No 4, No 9의 보강용 접합부의 길이가 3800/m2의 경우에는, 히터 플레이트 전체의 변형이 생기고 있다.
이에 대하여, 보강용 접합부의 길이가 4000/m2 이상의 경우에는 No 5와 No 10을 제외하고 히터 플레이트의 변형은 보이지 않았다. No 5의 경우에는 보강용 접합부의 길이가 4400/m2 이기는 하지만, 히터 레이아웃이 비대칭이기 때문에 히터 플레이트 전체의 변형이 생기고 있다. 또, No 10의 경우에는, 보강용 접합부의 길이가 4200/m2 이기는 하지만, 접합부간 거리가 18cm를 초과하는 부분이 존재하고, 보강용 접합부가 치우쳐 설치되어 있기 때문에 국부 변형이 생기고 있다.
상술의 결과에 의해, 히터 플레이트의 변형을 회피하여 소정의 히터 수명을 확보하기 위해서는 히터 플레이트의 대칭성을 확보하고, 상기 접합부간의 거리는 18cm이내로 한 상태에서 보강용 접합부를 4000/m2 이상 설치하는 것이 바람직하다.
표 1에 기초하여 사각형상 히터 플레이트에 대하여 설명한 상기의 결과는, 표 2의 원형상 히터 플레이트에 있어서도 동일하다. 즉, 보강용 접합부를 설치하지 않은 경우에는, 사이즈가 작은 No 1의 히터 플레이트에서는 변형은 보이지 않고. 히터 수명도 소정의 수명을 만족하고 있으나, 사이즈가 2배 이상의 No 2 및 또한 대형의 No 8의 히터 플레이트에서는 보강용 접합부가 없으면 히터 플레이트가 변형하고 히터 수명도 약간 불충분하게 된다.
이에 대하여 보강용 접합부의 길이가 4000/m2 이상의 경우에는, No 5와 No 10을 제외하고 히터 플레이트의 변형은 보이지 않았다. No 5의 보강용 접합부의 길이는 4200/m2이고, No 10에서는 4400/m2이나 모두 접합부간 거리가 18cm를 초과하기 때문에, 국부변형이 생기고 있다. 이들로부터 히터 플레이트 사이즈가 큰 1240mm×1620mm의 경우나 2020mm×2360mm의 경우에서도, 히터 레이아웃의 대칭성을 확보하고, 보강용 접합부의 길이가 4000/m2 이상의 길이로, 게다가 임의의 접합부간 거리를 18cm 이하로 되도록 보강용 접합부를 설치하면, 변형은 생기지 않는다. 또 외주부의 히터가 1중, 2중의 경우 모두 동일한 결과를 나타낸다.
이것으로부터 히터 플레이트 사이즈가 큰 1240mm×1620mm의 경우나 2020mm×2360mm의 경우에서도, 보강용 접합부의 길이가 4000/m2이상으로, 더욱이 상술의 소 정 조건을 만족하면 변형 없는 합격 레벨이다. 상술의 결과에 의해 원형상 히터 플레이트에 있어서도 히터 플레이트의 변형을 회피하고 소정의 히터 수명을 확보하기 위해서는, 상기 접합부간의 거리를 18cm 이내로 한 상태에서 보강용 접합부를 4000/m2 이상 설치하는 것이 바람직하다.
또, 표 1, 표 2의 경우 모두 보강용 접합부의 길이가 5000/m2 이상의 경우는, 히터 플레이트의 수명이 2년을 초과하고 있다. 이것으로부터 보강용 접합부의 길이를 5000/m2 이상으로 하고, 보다 고밀도로 보강용 접합부를 많이 설치하는 것이 더욱 바람직하다.
다음, 상기 접합용 감합부 또는 상기 보강용 감합부의 형상의 예를 도 6에 기초하여 설명한다. 도 6에서는 일측 부재 (2)의 감합부는 凸부를 형성하고, 타측 부재 (3)의 감합부는 홈부를 형성하고 있는 예를 나타낸다.
(a)는 凸부(31) 및 홈부(32)의 단면 형상이 장방형의 실시예이다. 본 실시예에서는 홈부(32)에는 면취부(33)가 설치되어 있어 감합이 용이하게 되어 있다. (b)도 凸부(34) 및 홈부(35)의 단면 형상이 장방향의 실시예이나, 본 실시예에서는 면취부(36)가 凸부(34) 쪽에 설치되어 있다.
(c)는 凸부(37) 및 홈부(38)의 단면 형상이 모두 사다리꼴로 되어 있는 실시예이다. 본 실시예와 같은 사다리꼴 형상으로 하는 것에 의해 기계가공이 용이하게 될 뿐만 아니라 단압압접시의 공기의 말려들음이 일어나기 어렵게 된다.
(d)의 실시예에서는, 凸부(39)의 단면 형상이 장방형으로, 홈부(40)의 단면 형상이 역사다리꼴 형상으로 되어 있다. 凸부(39)는 홈부(40)에 감합되어 홈부 내 를 충만시키는 것으로, 높은 밀착성을 가질 수 있다.
(e) 실시예에서는, 凸부(41)의 단면 형상이 장방형에서 선단을 산형으로 하고, 홈부(42)의 단면 형상을 장방형에서 저변을 각취하고 있다. 본 실시예와 같은 형상으로 함으로써, 감합이 용이하다. 이 경우, 홈부(42)를 메워 체적부족으로 되지 않도록 凸부(41)의 높이를 홈부(42)의 깊이보다 크게 하는 것이 바람직하다.
도 6에 도시된 각 凸부 및 홈부의 단면 형상에 있어서, 바람직한 형상을 이하에 설명한다. (c) 이외의 凸부는, 단면 형상이 장방형이다. 凸부의 단면 형상이 장방형의 경우에는 상기 凸부의 높이와 폭의 비율은, 상기 凸부의 좌굴 변형 등을 고려하면, 1 이상 4 이하 정도면 문제 없다. 더욱이, 단압압접시에 홈부의 측면으로부터 받는 저항 등을 고려하면, 1 이상 3 이하가 특히 바람직하다.
도 6의 (a), (b), (e)는, 상기 凸부의 단면 폭은 감합하는 홈부의 단면 폭과 같거나 조금 크게 하는 것이 바람직하다. 이 이유는, 상기 凸부의 단면 폭이 감합하는 홈부의 폭과 같거나 조금 크게 하는 것에 의해 상기 凸부가 상기 홈부를 넓게 하면서 소성변형함으로써 단압압접에 의해 금속접합할 수 있기 때문이다.
즉, 상기 凸부가 상기 홈부에 감합하는 때에, 홈 벽으로부터 압축응력을 받으면서 소성변형 하도록, 상기 凸부가 상기 홈부의 홈폭보다 약간 큰 것을 이용하면 좋다. 상기 凸부의 폭과 상기 홈부의 홈폭과의 차이는 삽입 가능한 범위의 최대의 것까지 허용되나, 허용 범위로서 홈폭보다 수 mm 큰 정도가 고려된다.
또, 상기 홈부의 체적보다 상기 凸부의 체적을 크게 하고, 게다가 상기 凸부의 길이로서 상기 홈부를 완전하게 메우기에 필요한 체적을 확보하기에 필요한 길 이와 같게 하거나 조금 길게한다. 이 이유는, 상기 凸부를 상기 홈부에 충분히 충만시킴과 동시에 양자를 완전히 금속접합시키기 위함이다.
다음에, 도 6 (c)의 凸부(37) 및 홈부(38)의 단면 형상이, 모두 사다리꼴의 경우에 있어서 이하에 설명한다. 단면 형상이 사다리꼴의 경우에는, 테이퍼 각은 0°를 초과하여 45°이하가 바람직하나, 특히 1° 이상 30°이하로 하는 것이 바람직하다. 이 이유는 테이퍼 각이 45°를 넘어 크게 되면, 단압압접시에 홈부(38)의 홈 벽으로부터 凸부(37)가 받는 정수압응력이 감소하고, 접합성이 저하하여 양호한 금속접합 상태를 얻을 수 없음과 함께 단압압접시의 저항이 크게 되어 불필요하게 접합용 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재의 치수가 크게 되기 때문이다.
또, 凸부(37)의 높이와 선단부 폭의 관계는, 테이퍼 각도를 조정하는 것에 의해 좌굴 저항을 향상시킬 수 있으므로 특별히 제약 하지 않아도 좋으나, 히터 플레이트의 전체 두께와 히터 지금과의 관계나 테이퍼 각도가 0°에 가까운 경우 등의 좌굴 저항을 고려하면 1 이상 5이하 이면 접합에는 문제 없다. 더욱이, 단압압접시에 테이퍼 측부로부터 받는 저항의 증대를 고려하면 실용적으로는 1 이상 4 이하가 바람직하며, 보다 바람직하게는 1 이상 3 이하로 하는 것이 좋다.
도 6의 어느 형상에 있어서도, 凸부의 높이와 폭의 비율을 1 이하로 하여도 접합은 가능하나, 히터 플레이트 사용 중의 단압압접의 열변형이나 접합부 강도 등을 고려하면 1 이상이 바람직하기 때문에, 여기서는 하한치는 1 이상으로 한다.
상기 凸부 및 상기 홈부가 사각형의 경우의 바람직한 형상을 관계식을 이용하여 표시하면 하기와 같다. 도 6(f)에 도시한 바와 같이, 홈부(44)의 폭 및 깊이 를 각각 a,b로 하고, 凸부(43)의 폭 및 높이를 각각 c,d로 할 때, 凸부 단면적이 홈부 단면적보다 클 필요가 있는 것을 만족하는 관계식으로서,
a×b ≤ c×d (1)
가 필요하다.
또, 홈부 깊이 b보다 삽입되는 凸부의 높이 d가 큰 것이 바람직하므로,
b/d ≤ 1.0 (2)
로 되는 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
더욱이, 삽입되는 凸부의 높이와 폭의 비율은,
1 ≤ d/c ≤ 4 (보다 바람직하게는 1≤d/c≤3) (3)
로 되는 것이 바람직하다.
여기서, 도 6(a)는 홈부 입구의 2개소 면취부 면적의 합계를 2t로 하면, 식(1)에 대입하여
a×b + 2t ≤ c×d (4)
를 만족하고, 도 6(b)는 凸부가 사각형으로된 경우의 면적으로부터 면취 면적을 뺀 면적이 실제의 凸부 단면적 이므로, 식 (1)에 대입하여
a×b ≤ c×d - 2t (5)
의 관계가 성립할 필요가 있다.
또, 도 6(a), 도 6(b)의 경우도, 홈부 깊이 b와 凸부의 높이 d의 관계를 나타낸 식 (2), b/d ≤ 1.0와 삽입되는 凸부의 높이 d와 폭 c의 비율에 관계하는 관계를 나타낸 식 (3), 1 ≤ d/c ≤ 4(보다 바람직하게는 1≤d/c≤3)을 만족하는 것 이 바람직하다. 도 6(d), 도 6(e)도 동일하게, 凸부의 실단면적이 홈부의 실단면적보다 클 필요가 있으나, 여기서는 상세한 계산식은 생략한다. 그 외 식 (2), 식 (3)도 동시에 만족하는 것이 바람직하다.
다음, 상기 접합용 감합부 및 상기 보강용 감합부의 치수에 대하여 설명한다.
본 발명의 히터 플레이트의 두께 20mm~120mm를 고려하면, 상기 접합용 감합부 및 보강용 감합부의 홈부 폭은 10mm 근방이면 10mm 이하에서도 사용 가능하나, 안정한 접합강도를 확보함에는 10mm~20mm가 바람직하다. 10mm~20mm 범위 내에서는 특별이 문제가 없는 한 홈부의 폭을 적절히 선택하는 것이 가능하다. 일 예로서, 도 6(b), (f)에서는 홈부(35)(44)의 폭을 10mm, 깊이를 15mm로 한 경우를 모식적으로 도시하여 나타낸다.
도 6(a)의 홈부(32)의 입구부에 면취부가 있는 경우 및 도 6(c)의 홈부(38)가 사다리꼴의 경우, 도 6(d)의 홈부(40)가 역사다리꼴 경우 및 도 6(e)의 홈부(42)의 저부에 면취부가 있는 경우에도, 안정한 접합강도를 얻으려면 각 홈부의 입구부의 폭을 10mm~20mm로 하는 것이 바람직하다. 또 도 6(a)에서부터 도 6(f)에서는, 홈부의 폭과 깊이의 비율은 1:1에서부터 1:4의 범위에 있으면 단압압접시에는 문제없다. 도 6(c)의 홈부(38)가 사다리꼴의 경우에는, 홈부의 폭과 깊이의 비율은 1:1에서부터 1:5의 범위까지는 접합 가능하나, 실용적으로는 1:1에서 1:4의 범위로 설정되는 것이 많으며, 더욱 바람직한 범위는 1:3이다.
또, 홈부와 凸부 접합에 즈음에서는, 여육(余肉)을 가지지 않으면 안되기 때문에, 사용하는 재료의 판 두께에 따라서는 홈부의 폭과 깊이 관계의 최대치까지 사용할 수 있는 것은 아니다. 홈의 저부와 판의 반대면의 거리(여육)는 판압에 의해 다른데, 목표로서 적어도 약 10mm는 필요하나, 20mm의 가장 얇은 경우는 여육은 7, 8mm에서도 문제 없다. 사용하는 판 두께가 두꺼우면, 여육도 다소 두껍게 할 필요가 있다. 한편, 상기 접합용 감합부 및 상기 보강용 감합부의 凸부 높이 및 폭은 상기 식 (1)~(5)의 관계등을 만족하도록 결정할 수 있다.
도 7에 본 발명의 히터 플레이트의 다른 실시예를 나타낸다.
제 1 실시예와 같게, 히터 플레이트(51)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재 (52)와 부재 (53)로 구성되어 있으며, 내부에 히터 회로(54)가 히터 플레이트 전체에 배설되어 있다.
부재 (52)에는 히터 플레이트의 외주부 및 내부에 형성된 히터 회로(54)의 전주 양측에 접합용 감합부(56)로서 홈부가 설치되어 있고, 또한, 보강용 감합부(57)로서 홈부가 복수 설치되어 있다. 또, 부재 (53)에는 부재 (52)에 설치된 접합용 감합부(56) 및 보강용 감합부(57)와 대향하는 위치에 접합용 감합부(59)로서 외주부 및 내부에 형성된 히터 회로(54)의 전주 양측에 홈부가 설치되어 있고, 또한, 보강용 감합부(60)로서 홈부가 설치되어 있다.
본 실시예에서는 부재 (52)(53) 모두에 감합부로서 홈부가 설치되어 있으며, 각 홈부에 부재 (52)(53)과는 별도의 제 3 부재로서 중간부재(61)를 삽입하고 단압압접에 의해 금속 접합되어 있다.
접합용 감합부(56)(59)와 보강용 감합부(57)(60)의 홈부와 중간부재(61)과의 구체적인 관계를 도 8에 기초하여 설명한다. 부재 (52)의 홈부(62) 폭 A, 깊이 B, 부재 (53)의 홈부(63) 폭 C, 깊이 D 및 중간부재(61)의 폭 E, 높이 F일 때,
A ≥ E, C ≥ E (6)
(B+D) ≤ F (7)
(A×B + C×D) ≤ E×F (8)
의 관계로 형성되는 것에 의해, 홈부(62)(63)에 중간부재(61)을 감합하고 단압압접한 때의 밀착성을 확보하도록 되어 있다.
여기서, 상기 중간부재의 형상의 실시예를 도 9를 이용하여 설명한다.
도 9(a)에서는 부재 (52)의 홈부(62)의 단면 형상을 장방형으로 하고, 부재 (53)의 홈부(63)의 단면 형상도 장방형이나 홈부(62)보다 폭을 좁게 하고 저면에 凹부를 설치하고 있다.
중간부재(61)는 凸형으로 하고, 홈부(62)에 대응한 넓은 폭부와 홈부(63)에 대응한 좁은 폭부에서 선단을 각취한 형상으로 되어 있다. 본 실시예에서는 넓은 폭의 홈부(62)는 기계가공이 용이하고, 또, 홈부(63)에 대응한 좁은 폭을 선단 각취함으로써 중간부재(61)에 용이하게 홈부(63)를 삽입하여 조합시킬 수 있다. 또, 홈부(63)에 凹부를 설치함으로써 단압압접 하는 때에 공기 말려들음은 일어나지 않는다.
도 9(b)에서는, 부재 (52), (53)의 홈부(62)(63) 모두 단면이 사다리꼴 형상의 것으로, 중간부재(61)는 홈부(62)(63)에 대응하는 사다리꼴을 조합시킨 형상으로 되어 있다. 홈부(62)(63)가 사다리꼴 형상으로 됨으로써 그 기계가공이 용이하 고, 홈부(62)(63)에 중간부재(61)를 조합시키는 것도 용이하게 이루어진다.
도 9(c)에서는, 부재 (52), (53)의 홈부(62)(63) 모두 단면이 장방형의 것으로, 중간부재(61)는 단면이 장원 형상으로 되어 있다. 중간부재(61)의 선단이 둥글게 되어 있으므로 홈부(62)(63)에 중간부재(61)를 조합시키는 때에 그 삽입이 용이하고, 각 모퉁이에 내재하는 공기를 잔류시킬 수 있다.
본 발명의 히터 플레이트의 또 다른 실시예로서, 상기 히터 플레이트의 외주부 또는/및 히터 플레이트 내부에 형성된 상기 히터 회로의 전주 양측에 설치된 상기 접합용 감합부와는 적어도 일부가 양부재와도 홈부를 형성하고 중간부재를 삽입하고, 단압압접에 의해 금속접합시키는 것도 가능하다.
본 발명의 히터 플레이트는 단압압접 후에, 히터 플레이트의 표면을 면삭, 연마 등을 행하여 표면 마무리 정도를 향상시킨다. 또한, 그후 표면을 확보하기 위하여 쇼트블라스트, 알루마이트 등의 표면처리를 행하는 것이 좋다.
또한, 본 발명의 히터 플레이트의 또 다른 실시예로서, 히터 회로(4)의 단면 형상이 원형 또는 코너부가 소정 곡률의 곡선으로 된 대략 장방형(대략 정방형도 포함)으로 된 파이프상 또는 가늘은 가지를 파이프 형상으로 엮은 것으로 할 수 있다.
본 발명의 히터 플레이트의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재로는 JIS1050, 1100, 3003, 3004, 5005, 5052, 6063, 6061, 7003, 7N01의 어느 것인가의 합금을 이용할 수 있다.
다음에, 히터 플레이트의 제조방법에 대하여 도 1를 기초로 설명한다.
본 발명의 히터 플레이트는 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재 (2)와 부재 (3)으로 구성되어 있으며, 히터 플레이트 외주부 및 내부에 히터 회로(4)가 히터 플레이트의 전체에 배설되어 있다. 일측 부재 (2)에는 그 외주부 및 내측에 형성된 히터 회로(4)의 전주 양측에 접합용 감합부(5)(6)로서 홈부를 설치하고, 또한, 보강용 감합부(7)로서 홈부를 복수 설치하고 있다.
또 타측 부재 (3)에는 부재 (2)에 설치된 접합용 감합부(5)(6) 및 보강용 감합부(7)와 대향하는 위치에 접합용 감합부(8)(9) 및 보강용 감합부(10)로서 凸부를 설치하고 있다.
본 발명의 히터 플레이트는 부재 (2)의 접합용 감합부(5)(6)와 보강용 감합부(7)의 각각의 홈부에 부재 (3)의 접합용 감합부(8)(9) 및 보강용 감합부(10)의 대향하는 위치에 있는 凸부를 감합하고, 단압압접에 의해 금속 접합하는 것로 제조한다.
알루미늄 또는 알루미늄 합금부재(3)가 복수 부재로 분할되어 있는 경우에는, 분할된 상기 부재를 동시에 단압하는 것도, 또는 소정의 순서로 순차 단압하는 것도 가능하다. 분할된 상기 부재를 순차 단압하는 경우에는 한 번에 단압하는 부위의 범위가 감소하므로 보다 작은 프레스기를 이용하여도 단압이 가능하다. 분할은 가능하면 중심축이나 중심점에 대하여 대칭적인 위치로 하는 것이 바람직하나, 반드시 대칭적인 위치로 한다는 것은 아니다.
도 7를 기초로 설명한 본 발명의 다른 실시예의 히터 플레이트는 일 측 부재 (52)의 외주부와 히터 회로(54)의 전주 양측에 접합용 감합부(55)(56)로서 홈부를 설치하고, 또한 보강용 감합부(57)로서 홈부를 설치하고 있다.
또 부재 (53)에는 부재 (52)에 설치된 접합용 감합부(56) 및 보강용 감합부(57)와 대향하는 위치에 접합용 감합부(59) 및 보강용 감합부(60)로서 홈부를 설치하고 있다. 즉, 부재 (52),(53) 모두에 감합부로서 홈부를 설치하고 있다.
본 발명의 다른 실시예의 히터 플레이트는 부재 (52),(53)에 설치된 상기 홈부에 중간부재(61)를 삽입하고 단압압접에 의해 금속접합하는 것으로 제조한다.
본 발명의 또 다른 실시예로서, 상기 히터 플레이트의 외주부 및 상기 히터 회로의 전주 양측에 설치된 상기 접합용 감합부에 있어서, 일부가 양부재와도 홈부를 형성하여 그 사이에 중간부재를 삽입하고, 단압압접에 의해 금속 접합하는 것으로 제조하는 것도 가능하다.
본 발명의 히터 플레이트의 제조방법에서는, 히터 플레이트 외주부에 적어도 상기 접합용 감합부를 1중 이상으로 설치한다.
또 본 발명의 히터 플레이트의 제조방법에서는 상기 접합용 감합부 또는 상기 보강용 감합부로서 凸부의 단면적이 대향하는 홈부의 수납공간의 단면적보다 크며, 또 그 凸부의 높이가 해당하는 홈부의 깊이보다 큰 것이 바람직하다.
더욱이, 상기 접합용 감합부 또는 상기 보강용 감합부의 상기 凸부의 높이와 폭의 비율이, 1 이상 4이하인 것이 바람직하다. 바람직하게는 상기 凸부의 높이와 폭의 비율이 2 이상 3이하인 것이 적절하다.
본 발명의 히터 플레이트의 제조방법에서는, 적어도 하나의 상기 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재를 JIS1050, 1100, 3003, 3004, 5005, 5052, 6063, 6061, 7003, 7N01의 어느 것인가로부터 선택할 수 있다.
본 발명의 히터 플레이트는, 상기 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재를 250℃에서 500℃ 사이의 온도에서 단압압접하여 제조한다.
단압후 자연냉각되어 상온으로되면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재와 스테인레스강의 히터 회로의 히터의 수축차에 의해 응력이 발생되나, 상온에서는 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재의 내력은 크므로 히터 플레이트가 변형하지는 않는다. 또 히터 회로의 히터의 스테인레스강의 강도도 높으므로 히터 회로의 변형이나 파손도 일어나지 않는다.
400℃ 근처에서 단압된 히터 플레이트가 사용온도 영역인 300~400℃ 근처로 가열된다는 것은 단압된 때의 상태(알루미늄과 히터가 밀착한 상태)에 가까운 상태로 되돌리는 것이 되고, 알루미늄 부재와 스테인레스강의 시이스재 사이의 응력은 극히 작아지게 되어, 히터 플레이트의 변형, 시이스재의 변형이나 파손이 생기는 우려가 없게 된다.
상술한 본 발명의 히터 플레이트의 제조방법에 의해, 상기 히터 플레이트의 시이스부에 대한 일측 또는 타측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재의 밀착성이 높아지므로, 상기 히터 회로에서부터 상기 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재로의 열전달성이 큰 폭으로 높아 지므로 상기 히터 회로의 수명을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 본 발명에서는 보강용 접합부를 소정량 이상 설치하는 것에 의해 사용시에 변형하기 어려운 히터 플레이트를 얻을 수 있다.
본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며 한정의 의미로 이해되어서는 안될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구항의 범주 내에서 자유로이 실행될 수 있을 것이다.
본 발명에 의하면, 히터 플레이트 외주부와 히터 회로 전주의 양측에 접합용 감합부로서 홈부 또는 凸부를 설치하고, 또한 보강용 감합부로서 홈부 또는 凸부를 설치한 상하 2매의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재를, 대향하는 상기 접합용 감합부 및 보강용 감합부를 감합시켜 단압압접에 의해 금속 접합하는 것에 의해, 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재와 히터 회로와의 사이에서 높은 정밀성을 유지할 수 있으며, 또한 높은 열전도성을 확보할 수 있다고 하는 효과가 있다.
또, 특히 본 발명의 특징은, 접합용 감합부의 다른 쪽에 새로운 보강용 감합부를 설치하고, 이 부분을 단압압접에 의해 금속 접합시키는 것에 의해, 히터 플레이트가 대형화하여도 보강용 감합부를 적절히 배설함으로써 변형을 억제하는 것이 가능하게 된다.

Claims (30)

  1. 히터 플레이트의 외주부 및 내부에 형성된 히터 회로 전주(全周)의 양측에 접합용 감합부로서 홈부 또는 凸부를 설치하고 또한 보강용 감합부로서 홈부 또는 凸부를 설치한 일측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재와,
    상기 일측 부재에 설치된 상기 접합용 감합부 및 상기 보강용 감합부와 대향하는 위치에 접합용 감합부로서 상기 히터 플레이트의 외주부 및 내부에 형성된 상기 히터 회로 전주의 양측에 凸부 또는 홈부를 설치하고 또한 보강용 감합부로서 凸부 또는 홈부를 설치한 적어도 하나 이상으로 된 타측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재를,
    상기 일측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재와 상기 타측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재에 설치한 상기 접합용 감합부와 상기 보강용 감합부를 감합하고, 단압압접에 의해 금속 접합한 히터 플레이트로서,
    상기 히터 플레이트 외주부의 상기 접합용 감합부보다 내측에서 상기 히터 회로가 배설된 상기 접합용 감합부 이외의 위치에, 상기 보강용 감합부를 판 면적에 대하여 평균으로 4000mm/m2 이상 설치하고,
    상기 접합용 감합부 및 상기 보강용 감합부의 어느 위치도, 히트 플레이트의 임의 위치에서 인접한 상호 거리가 18cm를 초과하지 않도록 상기 보강용 감합부를 설치한 것을 특징으로 하는 히터 플레이트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접합용 감합부의 내부 히터 플레이트의 외주부에 형성된 접합용 감합부는 내부에 히터 회로가 내포되지 않는 것을 특징으로 하는 히터 플레이트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 보강용 감합부의 형상이,
    상기 히터 플레이트의 장축에 평행, 수직, 경사의 직선, 원호, 타원호의 일부 곡선, 이들을 복합한 도형인 임의 형상의 곡선으로 된 것을 특징으로 하는 히터 플레이트.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보강용 감합부의 레이 아웃 형상이, 상기 히터 플레이트 서로에 직행하는 2개 중심축의 적어도 1개에 대칭이거나 또는 상기 히터 플레이트의 중심에 대하여 점대칭인 것을 특징으로 하는 히터 플레이트.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터 회로의 레이 아웃이, 상기 히터 플레이트 서로에 직행하는 2개 중심축의 적어도 1개에 대칭이거나 또는 상기 히터 플레이트의 중심에 대하여 점대칭인 것을 특징으로 하는 히터 플레이트.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터 플레이트 외주부의 상기 접합용 감합부의 레이 아웃 형상이, 상기 히터 플레이트 서로에 직행하는 2개 중심축의 적어도 1개에 대칭이거나 또는 상기 히터 플레이트의 중심에 대하여 점대칭인 것을 특징으로 하는 히터 플레이트.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 히터 플레이트 외주부의 상기 접합용 감합부보다 내측에서 상기 히터 회로 전주의 양측에 설치된 상기 접합용 감합부 이외의 위치에 상기 보강용 감합부를 설치한 것을 특징으로 하는 히터 플레이트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터 플레이트 외주부의 상기 접합용 감합부의 외측면 위치가 상기 히터 플레이트 외주부의 각변 단부에서 20mm 이내에 위치하는 것을 특징으로 하는 히터 플레이트.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터 플레이트 외주부의 상기 접합용 감합부의 외측면 위치가 상기 히터 플레이트 외주부의 각변 단부에 20mm 이내에 위치하고,
    또, 상기 히터 플레이트 외주부의 상기 접합용 감합부보다 내측에서 상기 히터 회로가 배설된 상기 접합용 감합부 이외의 위치에 상기 보강용 감합부를 판 면적에 대하여 평균으로 4000mm/m2 이상 설치하는 것을 특징으로 하는 히터 플레이트.
  11. 제 8 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 히터 플레이트 외주부의 상기 접합용 감합부가 히터 플레이트 외주를 따라서 2중으로 설치된 것을 특징으로 하는 히터 플레이트.
  12. 삭제
  13. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터 플레이트가, JIS 1050, 1100, 3003, 3004, 5005, 5052, 6063, 6061, 7003, 7NO1 중 어느 것의 합금으로 된 것을 특징으로 하는 히터 플레이트.
  14. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터 회로의 단면 형상이, 원형 또는 코너부가 소정 곡률의 곡선으로된 장방형(정방형도 포함)으로 된 파이프 상 또는 가늘은 가지(細幅條)를 파이프 형상으로 엮은 것인 것을 특징으로 하는 히터 플레이트.
  15. 히터 플레이트의 외주부 및 내부에 형성된 히터 회로 전주의 양측에 접합용 감합부로서 홈부를 설치하고 또한 보강용 감합부로서 홈부를 설치한 일측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재와,
    상기 일측 부재에 설치된 상기 접합용 감합부 및 상기 보강용 감합부와 대향하는 위치에 접합용 감합부로서 상기 히터 플레이트의 외주부 및 내부에 형성된 상기 히터 회로 전주의 양측에 홈부를 설치하고 또한 보강용 감합부로서 홈부를 설치한 타측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재를,
    상기 일측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재와 상기 타측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재에 설치된 상기 홈부에 중간부재를 삽입하고 단압압접에 의해 금속 접합한 것을 특징으로 하는 히터 플레이트로서,
    상기 히터 플레이트 외주부의 상기 접합용 감합부보다 내측에서 상기 히터 회로가 배설된 상기 접합용 감합부 이외의 위치에, 상기 보강용 감합부를 판 면적에 대하여 평균으로 4000mm/m2 이상 설치하고,
    상기 접합용 감합부 및 상기 보강용 감합부의 어느 위치도, 히트 플레이트의 임의 위치에서 인접한 상호 거리가 18cm를 초과하지 않도록 상기 보강용 감합부를 설치한 것을 특징으로 하는 히터 플레이트.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 접합용 감합부와 상기 보강용 감합부는, 적어도 어느 한 쪽 또는 그 어느 한 쪽의 일부의 감합이 양부재와도 홈부를 형성하여 중간부재를 삽입하고 단압압접에 의해 금속 접합한 것을 특징으로 하는 히터 플레이트.
  17. 히터 플레이트의 외주부 및 내부에 형성된 히터 회로 전주(全周)의 양측에 접합용 감합부로서 홈부 또는 凸부를 설치하고 또한 보강용 감합부로서 홈부 또는 凸부를 설치한 일측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재와,
    상기 일측 부재에 설치된 상기 접합용 감합부 및 상기 보강용 감합부와 대향하는 위치에 접합용 감합부로서 상기 히터 플레이트의 외주부 및 내부에 형성된 상기 히터 회로 전주의 양측에 凸부 또는 홈부를 설치하고 또한 보강용 감합부로서 凸부 또는 홈부를 설치한 타측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재를,
    상기 일측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재와 상기 타측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재에 설치한 상기 접합용 감합부와 상기 보강용 감합부를 감합하고 단압압접에 의해 금속 접합하는 히터 플레이트 제조방법으로서,
    상기 히터 플레이트 외주부의 상기 접합용 감합부보다 내측에서 상기 히터 회로가 배설된 상기 접합용 감합부 이외의 위치에, 상기 보강용 감합부를 판 면적에 대하여 평균으로 4000mm/m2 이상 설치하고,
    상기 접합용 감합부 및 상기 보강용 감합부의 어느 위치도, 히트 플레이트의 임의 위치에서 인접한 상호 거리가 18cm를 초과하지 않도록 상기 보강용 감합부를 설치한 것을 특징으로 하는 히터 플레이트 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 히터 플레이트 외주부에 형성된 상기 히터 회로의 히터가, 상기 히터 플레이트 외주부에 배설된 상기 접합용 감합부에 의해 그 양측을 밀납으로 구속하고 있는 것을 특징으로 히터 플레이트 제조방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 타측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재가 복수인 것을 특징으로 하는 히터 플레이트 제조방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 복수의 타측 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재를 순차 단압압접에 의해 금속 접합하는 것을 특징으로 하는 히터 플레이트 제조방법.
  21. 히터 플레이트의 외주부 및 내부에 형성된 히터 회로 전주의 양측에 접합용 감합부로서 홈부를 설치하고 또한 보강용 감합부로서 홈부를 설치한 일측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재와,
    상기 일측 부재에 설치된 상기 접합용 감합부 및 상기 보강용 감합부와 대향하는 위치에 접합용 감합부로서 상기 히터 플레이트의 외주부 및 내부에 형성된 상기 히터 회로 전주의 양측에 홈부를 설치하고 또한 보강용 감합부로서 홈부를 설치한 타측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재를,
    상기 일측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재와 상기 타측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재에 설치된 상기 홈부에 중간부재를 삽입하여 단압압접에 의해 금속 접합한 것을 특징으로 하는 히터 플레이트 제조방법으로서,
    상기 히터 플레이트 외주부의 상기 접합용 감합부보다 내측에서 상기 히터 회로가 배설된 상기 접합용 감합부 이외의 위치에, 상기 보강용 감합부를 판 면적에 대하여 평균으로 4000mm/m2 이상 설치하고,
    상기 접합용 감합부 및 상기 보강용 감합부의 어느 위치도, 히트 플레이트의 임의 위치에서 인접한 상호 거리가 18cm를 초과하지 않도록 상기 보강용 감합부를 설치한 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 히터 플레이트 제조방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 접합용 감합부와 상기 보강용 감합부는, 적어도 어느 한 쪽 또는 그 어느 한 쪽의 일부의 감합이 양부재와도 홈부를 형성하여 중간부재를 삽입하고 단압압접에 의해 금속 접합한 것을 특징으로 하는 히터 플레이트 제조방법.
  23. 제 17 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터 플레이트 외주부의 상기 접합용 감합부가 적어도 2중 이상으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 히터 플레이트 제조방법.
  24. 제 17 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재의 상기 접합용 감합부 또는 상기 보강용 감합부로서 감합 凸부의 단면적이 홈부 수납 공간의 단면적보다 크고, 또 감합 凸부의 높이가 홈부의 깊이보다 큰 것을 특징으로 하는 히터 플레이트 제조방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 감합 凸부의 높이와 폭의 비율이 1 이상 4이하인 것을 특징으로 하는 히터 플레이트 제조방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 감합 凸부의 높이와 폭의 비율이 2 이상 3이하인 것을 특징으로 하는 히터 플레이트 제조방법.
  27. 제 17 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재가, JIS 1050, 1100, 3003, 3004, 5005, 5052, 6063, 6061, 7003, 7NO1 중 어느 하나의 합금으로 된 것을 특징으로 하는 히터 플레이트 제조방법.
  28. 제 17 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 일측 또는 타측 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재의 단압압접 온도가 250℃에서 500℃ 사이인 것을 특징으로 하는 히터 플레이트 제조방법.
  29. 청구항 24 항에 기재된 단압압접방법을 이용하여 단압압접하는 것에 의해 상기 히터 플레이트의 시스부에 대한 일측 또는 타측의 알루미늄 또는 알루미늄 합금부재의 밀착 방법.
  30. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8263908B2 (en) 2004-10-08 2012-09-11 Furukawa-Sky Aluminum Corp. Heater plate and a method for manufacturing the heater plate
DE102010037005B3 (de) * 2010-08-16 2011-11-03 Alinox Ag Metallplatte mit eingebettetem Heizelement und Verfahren zu ihrer Herstellung
CN102158994B (zh) * 2011-04-06 2015-04-22 张晓骏 铝合金制加热膜的制造方法
CN102123528B (zh) * 2011-04-17 2012-12-26 李昆生 铝型材制造的电热板
CN102768971A (zh) * 2012-07-04 2012-11-07 上海华力微电子有限公司 一种消除晶体状凝结缺陷的刻蚀机台
JP5857081B2 (ja) * 2014-02-17 2016-02-10 助川電気工業株式会社 基板加熱プレートヒータの製造方法
CN104084512B (zh) * 2014-06-26 2018-07-10 北京通蓝海科技发展有限公司 一种生产热定型加热板的方法
JP6948832B2 (ja) 2017-05-22 2021-10-13 株式会社Uacj鋳鍛 真空装置用伝熱板及びその製造方法
CN110479915B (zh) * 2019-09-02 2020-07-24 绍兴永昊精密电热器件有限公司 一种用于加热板自动埋丝的自动化生产设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000243542A (ja) * 1999-02-24 2000-09-08 Nhk Spring Co Ltd ヒータユニット及びその製造方法
JP2000311932A (ja) * 1999-04-28 2000-11-07 Furukawa Electric Co Ltd:The 金属部材を接合したヒートプレート及びその製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000243542A (ja) * 1999-02-24 2000-09-08 Nhk Spring Co Ltd ヒータユニット及びその製造方法
JP2000311932A (ja) * 1999-04-28 2000-11-07 Furukawa Electric Co Ltd:The 金属部材を接合したヒートプレート及びその製造方法

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