TW201811105A - 氧化鈹整體式電阻加熱器 - Google Patents

Abstract

揭露了一種整體式電阻加熱器。該加熱器包括：一氧化鈹（BeO）陶瓷主體，具有一第一表面及一第二表面。一種加熱構件形成自一金屬箔或金屬化塗料，且被印刷至氧化鈹陶瓷主體的頂部或第二表面上。

Description

氧化鈹整體式電阻加熱器

本揭示案關於整合至包括氧化鈹（BeO）之陶瓷主體上或內的電阻加熱器。在半導體製造及操控的領域中找到了整體式電阻加熱器的特定應用，且將具體參照該應用來描述該整體式電阻加熱器。然而，要理解的是，亦可針對其他類似應用修改本揭示案。

整體式電阻加熱器依據焦耳第一定律更快速地（相較於對流或輻射）透過導體通過媒體傳導熱能。然而，媒體必須是電絕緣的，否則加熱器將短路。大部分的傳統導熱材料為金屬，其是導電的，且因此會不適合作為直接接觸的整體式加熱器的媒體。大部分的傳統電絕緣材料（例如陶瓷及玻璃）具有低導熱性，這會不良地導熱。

提供最小化這些問題的整體式電阻加熱器會是理想的。

本文中各種實施例中所揭露的是整體式電阻加熱器，其中一加熱構件與一氧化鈹（BeO）陶瓷主體直接接觸且黏結至該BeO陶瓷主體。氧化鈹具有皆為電絕緣及高導熱的獨一性質。

在本文中所揭露的某些實施例中，該整體式電阻加熱器包括：氧化鈹（BeO）陶瓷主體，具有一第一表面及一第二表面。一種加熱構件形成自一耐火金屬化層。該加熱構件與該BeO陶瓷主體的該第一表面或該第二表面直接接觸及黏結至該第一表面或該第二表面。

在本文中所揭露的其他實施例中，形成一整體式電阻加熱器的方法包括以下步驟：藉由將一耐火金屬化塗料施用至一BeO陶瓷主體的該第一表面或該第二表面上來形成一加熱構件。在這些實施例中，一般設想的是，該陶瓷主體相對於該陶瓷主體的厚度具有一大的長度及寬度。

在本文中所揭露之又其他的實施例中，該整體式電阻加熱器包括延伸於一第一終端及一第二終端之間的一BeO陶瓷管。一種加熱構件形成自一耐火金屬化塗料，且被直接施用於該BeO陶瓷管的一外表面上（亦即管的周邊表面/側壁上）（而非該BeO陶瓷管上的兩個末端表面）。該加熱構件的一第一端連接至該第一終端，而該加熱構件的一第二端連接至該第二終端。這些終端可藉由軟焊、硬焊或點焊來接合至該BeO陶瓷管。

在其他實施例中，揭露了一種用在一加熱器套組中的整體式電阻加熱器。該加熱器套組包括一BeO陶瓷頂板。一中間BeO陶瓷主體具有一第一表面、一第二表面及形成自一耐火金屬化塗料的一加熱構件，該耐火金屬化塗料被印刷至該第一表面或該第二表面上。亦包括了一種BeO陶瓷基底板。該頂板、中間陶瓷主體及該基底板形成一「三明治結構」，其中該中間陶瓷主體在中間。一加熱器終端延伸通過該BeO陶瓷基底板，且連接至該中間BeO陶瓷主體的該加熱構件。這些終端以軟焊、或硬焊、或點焊、或機械螺紋接合至該BeO。最後，至少一個電源可連接至該加熱器終端以供依據歐姆定律及其交流電流（VAC）等價形式P(t)=I(t)V(t)來控制該加熱構件。

可藉由參照隨附繪圖來獲取本文中所揭露之程序及設備的更完整了解。這些圖示僅為基於方便及容易的示意表示，且因此不欲指示其組件或元件的相對尺寸及尺度。

可藉由參照本文中所包括之想要的實施例及示例的以下詳細說明來更輕易地了解本揭示案。在以下說明書及隨後的請求項中，將參照許多用語，應將該等用語定義為具有以下意義。

除非上下文原本清楚指示，單數形式「一（a）」、「一（an）」及「該」包括複數指涉對象。

應將此案之說明書及請求項中的數值了解為包括在被減少至相同有效數字數時是相同的數值及與所表明的值的差小於本案中所述類型之用以決定值之傳統量測技術之實驗誤差的數值。

本文中所揭露的所有範圍包括所記載的端點且是可獨立結合的（例如，「從2克到10克」的範圍包括端點（2克及10克）及所有中間值）。

如本文中所使用的，可施用近似語言（例如「約」及「實質上」）來更改任何定量表示，該定量表示可在不造成與其相關之基本功能上之改變的情況下變化。修飾語「約」亦應被視為揭露由兩個端點的絕對值所定義的範圍。例如，「從約2到約4」的表達亦揭露「從2到4」的範圍。用語「約」可指加或減所指示數字的10%。用語「一般」及「一般而言」指的是標準及通用的慣例。

用語「室溫」指從20°C到25°C的範圍。

若干用語在本文中用以指稱特定圖樣。如本文中所使用的用語「螺線」指的是平面上距一固定中心點以連續增加的距離纏繞在該點周圍的曲線。用語「阿基米德螺線」指的是具有以下性質的螺線：源自中心點的任何射線在具有恆定分離距離的點上與螺線的連續轉彎相交。用語「迷宮」及「迷徑」指的是接合在一起以形成環路的不連續的線及/或曲線的圖樣，該環路像是在壁之間形成一系列不同路徑的壁集合。用語「單行」指的是具有通往圖樣中心之單一路徑的「迷宮」或「迷徑」。用語「多行」指的是具有通往圖樣中心之多個（亦即多於一個）路徑的「迷宮」或「迷徑」。用語「鋸齒狀」指的是一圖樣，其中單一線具有陡急的轉彎，使得該線在第一側及第二側之間向後及向前運行，其中該線開始於第一端處且終止在第二端處。

在本文中使用用語「頂部」及「基底」。這些用語指示相對定向而非絕對定向。

揭露了用於形成整體式電阻加熱器及形成自該整體式電阻加熱器之加熱器的方法。本文中所揭露的整體式電阻加熱器可用於在矽晶圓工業中（例如在半導體製造期間）有用的加熱器套組中。整體式電阻加熱器包括氧化鈹（BeO）陶瓷主體及與BeO陶瓷主體直接接觸且黏結至該BeO陶瓷主體的電加熱構件。加熱構件可以金屬化塗料形成，該金屬化塗料在施用於陶瓷主體之後，大致形成精細分割的耐火金屬的厚膜。BeO陶瓷主體具有高導熱及電絕緣的獨一組合。這容許在不造成加熱構件電短路的情況下與該加熱構件緊密接觸。BeO加熱器由於高導熱性亦可快速循環（升溫、冷卻）。BeO亦為耐高溫材料。BeO亦是電絕緣且在腐蝕性大氣及腐蝕性液體中是抗蝕刻的。

現參照圖 1 ，整體式電阻加熱器100 一般包括以氧化鈹（BeO）製作的陶瓷主體102 。加熱構件108 形成於陶瓷主體的表面上。例如，加熱構件可被印刷至陶瓷主體的第一表面104 上或陶瓷主體的第二表面106 （圖 5 ）上，該第二表面被定位為與該第一表面104 相對。此處亦可見的是加熱構件108 的兩個末端123 、125 ，該等末端將連接至電源。亦可見的是兩個透通件127 ，如針對圖 5 進一步解釋的，該等透通件容許電連接至陶瓷主體之相對表面上的加熱構件。

BeO陶瓷主體102 在圖 1 中圖示為具有碟形。在此碟形中，主體的第一表面及第二表面具有一般大於主體厚度的半徑。然而，應了解的是，BeO陶瓷主體可具有適於用作整體式電阻加熱器的任何形狀。例如，主體可具有矩形第一表面，或陶瓷主體可為一管，在該管中，主體厚度大於其半徑。

BeO陶瓷主體的加熱構件形成自包含導電耐火金屬的塗料（亦即金屬化塗料）。金屬化塗料可包含鉬（Mo）或鎢（W），且可包含其他成分。在某些實施例中，金屬化塗料包含「鉬錳」，其為鉬、錳及玻璃粉的混合物。在某些特定實施例中，金屬化塗料包含二矽化鉬（MoSi₂ ）。二矽化鉬亦是高度耐火的（熔點2030°C），且可運作到高達1800 °C。

取決於BeO陶瓷主體的形狀及尺寸，可使用若干技術中的一者施用金屬化塗料。這些技術包括網板印刷、使用細條紋輪的輥塗佈、手繪、噴刷噴塗、浸液浸塗、離心塗佈及使用注射器的針繪。在某些特定實施例中，藉由網板印刷、輥塗佈或噴刷法來施用一或更多個金屬化塗料層。金屬化塗料可形成作為BeO陶瓷主體表面上之加熱構件的厚膜。需要的厚度取決於從由電源所提供的電流產生熱所需的電阻以及其他因素。然而，厚度並非單獨是驅動電阻的唯一因素；金屬化塗料配方（亦即金屬對玻璃的比率）及燒結量（亦即縮小、玻璃毛細作用及氧化還原反應）亦改變電阻率。在某些實施例中，厚膜的厚度可一般是在約300及900微吋（7.62 µm至22.86 µm）之間，但可在多次施用金屬化塗料的情況下減少或增加，以達到遵守焦耳第一加熱定律所需的需要的電阻。亦可以更錯綜複雜之加熱構件設計的圖樣施用金屬化塗料，例如圖1中所繪示的迷宮圖樣112 。

在某些特定實施例中，是使用網板印刷程序來施用金屬化塗料以形成加熱構件。圖 2 繪示用於網板印刷的網板110 。金屬化塗料用以形成具有螺線圖樣114 的加熱構件。在某些實施例中，螺線為阿基米德螺線。網板一般包括伸展過框118 的一片網目120 。藉由在圖樣的負影像中遮蔽掉網板的部分來形成所需的圖樣。換言之，螺線圖樣114 指示金屬化塗料將在BeO陶瓷主體上出現在何處。

網板印刷在印刷發生之前可一般包括預印程序，在該預印程序處，所需圖樣的原始不透明影像被產生在透明疊片上。接著選擇具有適當網目數的網板。網板被塗以可UV固化的乳液（由陰影區域130 指示）。疊片放置在網板上方且暴以UV光源以固化乳液。接著清洗網板，在網目上留下所需圖樣的負模板。BeO陶瓷主體的第一表面可塗以寬墊帶以保護免於通過網板進行可能弄髒BeO陶瓷主體的不想要的洩漏。最後，可以帶、專業乳液或阻擋筆擋掉乳液中任何不想要的銷孔。這防止金屬化塗料繼續通過銷孔及將不想要的標記留在BeO陶瓷主體上。

印刷步驟繼續將網板110 放置在BeO陶瓷主體的第一表面或第二表面頂上。金屬化塗料被放置在網板頂上，且溢水壩用以將金屬化塗料推過網目120 中的孔洞。溢水壩一開始被放置在網板的背面處及金屬化塗料的儲存器後方。網板被升起以防止與BeO陶瓷主體接觸。接著以微量的朝下力將溢水壩拉到網板的前面，有效地以金屬化塗料填充網目開口且將儲存器移動至網板前面。橡皮葉片或刮板用以將網目向下移動至BeO陶瓷主體且刮板被推到網板的背面。在網目開口中的金屬化塗料以受控及預定的量被液壓作用泵送或擠壓至BeO陶瓷主體上。換言之，是與網目及/或模板的厚度成正比地沉積濕的金屬化塗料。在「折掉（snap-off）」程序期間，刮板朝向網板的背面移動，且張力使得網目被拉起且遠離BeO陶瓷主體的表面。在折掉之後，金屬化塗料以加熱構件的所需圖樣被留在BeO陶瓷主體的表面上。

接下來，網板可依需要被重新塗以另一金屬化塗料層。或者，網板可經歷進一步的去霧步驟以移除在移除乳液之後被留在網板中的霧或「鬼影」。

在金屬化塗料已被沉積之後，可執行燒結以促進強力、密閉地將金屬化塗料黏結至BeO陶瓷主體。金屬化陣列中的非金屬元件將擴散進BeO陶瓷主體的晶粒界，增補其強度。燒結量（亦即時間及溫度）影響電子之傳導路徑的體積成分。燒結期間的大氣影響金屬及半金屬亞氧化物的氧化及還原反應。經燒結層變得導電，依需要允許後續的金屬化層的電鍍，但對於加熱來說並非必要的。可由電解（架或桶）或無電的程序執行電鍍。各種材料可用於電鍍，包括鎳（Ni）、金（Au）、銀（Ag）及銅（Cu），雖然應考慮操作溫度及大氣。

圖 2 中所繪示的實施例將網板的框118 圖示為在形狀上大致是方形的。在某些實施例中，方形框可具有約5吋 x 5吋的長度及寬度。網目120 可為以不銹鋼製作的325網目。網目的線相對於框具有30度的偏向。乳液130 具有約0.5密耳（0.0127 mm）的厚度。從本揭示案應了解的是，此類尺度僅為示例性的，且可依需要選擇任何合適的網板形狀及尺寸。

圖 3A （不按比例）及圖 3B （不按比例）繪示網板印刷的方法，該方法使用第一網板122 來印刷第一加熱構件126 。第二網板124 接著用以印刷第二加熱構件128 。在某些實施例中，第一加熱構件可被印刷在圖 1 中所示之BeO陶瓷主體120 的第一表面104 上，而第二加熱構件可被印刷在BeO陶瓷主體的第二表面106 上（圖 5 ）。兩個加熱構件可連接至相同的終端或不同的終端，且可一起運作或被獨立偏壓。

第一及第二加熱構件在圖 3A 及圖 3B 中被圖示為具有一系列大致同心的圓，該等同心圓形成圓形迷宮或迷徑圖樣。如此處所繪示的，第一加熱構件126 是單行迷徑的圖樣，而第二加熱構件128 亦為單行迷徑的圖樣。然而，設想的是，亦可使用多行迷徑的圖樣。在圖 3A 中，終端123 、125 及透通件127 亦是可見的。

在圖 3A 及圖 3B 中所繪示的實施例中，框132 可為具有約10吋 x 10吋之長度及寬度的方形。網目120 可為以不銹鋼製作的325網目。網目的線相對於框具有30度的偏向。乳液134 具有約1密耳（0.0254 mm）的厚度。

圖 4A 及圖 4B 繪示具有BeO陶瓷主體202 的示例性整體式電阻加熱器200 ，該BeO陶瓷主體在形狀上是管狀的。關於管狀，其意指相較於會是實心的桿而言存在通過陶瓷主體的中空通道，或換言之，管狀主體可被描述為具有第一或外表面及第二或內表面的圓柱形側壁。管狀主體延伸於定位在管狀主體之相對端上之第一終端204 及第二終端206 之間。在某些實施例中，第一及第二終端以KOVAR金屬或鉬（Mo）金屬製作。這些終端可藉由軟焊、硬焊或定位點銲中的一者接合至BeO陶瓷主體。加熱構件208 呈現在BeO陶瓷主體的外表面214 上。加熱構件可具有延伸管狀BeO陶瓷主體之長度的螺旋形狀。加熱構件在第一端210 處連接至第一終端204 且在第二端212 處連接至第二終端206 。

可在圖 4B 中所繪示的橫截面圖中更清楚地看見圖 4A 中之整體式電阻加熱器的某些態樣。具體而言，BeO陶瓷主體202 形成側壁，而終端204 、206 形成電阻加熱器的末端。換言之，KOVAR金屬或鉬金屬的管帽被放置在BeO陶瓷主體的末端上，且藉由軟焊、硬焊或定位點銲中的一者來接合。此外，BeO陶瓷主體的外表面214 包括通道，加熱構件208 形成在該等通道中。如圖 4C 中所示，是透過細條紋施用器216 藉由輥塗佈來施用形成加熱構件208 的金屬化塗料。施用器216 具有載有儲存器的輪218 ，該輪與BeO表面214 直接接觸。BeO陶瓷主體202 可在心軸（未圖示）上旋轉以透過表面張力使用來自細條紋施用器輪的塗料進行繪製。

圖 5 圖示合併先前所述之整體式電阻加熱器的加熱器套組。加熱器套組大致包括頂板150 、中間BeO陶瓷主體102 、第一加熱構件108 及基底板152 。BeO陶瓷主體102 安置在頂板及基底板之間，且具有第一表面104 及第二表面106 。第一加熱構件108 在此處圖示為被印刷至BeO陶瓷主體的第一表面上。第一表面104 與基底板152 相鄰，而第二表面106 與頂板150 相鄰。BeO陶瓷主體的第二表面亦在其上具有加熱構件（不可見）。加熱器終端156 延伸通過基底板152 且連接到中間BeO陶瓷主體之第一表面上的第一加熱構件108 。注意的是，相同的加熱器終端亦可延伸通過要連接至第二表面上之第二加熱構件（若存在的話）的中間陶瓷主體。然而，此處加熱器終端154 是藉由軟焊、硬焊、點焊或機械螺紋來連接到第二加熱構件。一旦組裝，加熱構件被嵌在加熱器套組的頂板及基底板之間。至少一個電源158 可連接至串聯或並聯佈線之終端154 、156 的任一者或兩者以供控制加熱構件。

在某些實施例中，加熱構件被印刷至BeO陶瓷主體的第一表面上，而第二加熱構件（不可見）被印刷至第二表面上，以形成雙區整體式電阻加熱器。在這方面，可使用圖 3A 中所示的第一網板122 來印刷第一加熱構件。可使用圖 3B 中所示的第二網板124 來印刷可選的第二加熱構件。

在加熱器套組併入雙區整體式電阻加熱器時在此處包括第二加熱器終端154 。第二加熱器終端延伸通過基底板，亦延伸通過中間主體本身，且藉由任何合適的手段（例如軟焊、硬焊、點焊或機械螺紋）連接到中間BeO陶瓷主體之第二表面106 上的第二加熱構件。電源158 亦可用以透過第二加熱器終端來控制第二加熱構件。可選地，第二電源（未圖示）可用以透過第二加熱終端來控制第二加熱構件。電源可獨立或協同向加熱器構件提供電壓。

亦可包括控制器（未圖示）來調變由電源所提供的電壓訊號，且該控制器可進一步將類比訊號轉換成數位訊號以供在顯示手段（未圖示）上讀出。顯示手段可包括LCD、電腦監視器、平板或行動讀取器設備及如本領域中具有通常技藝者所知的其他顯示手段。單一、多個或冗餘熱電耦在設備上的所需位置處進行直接表面接觸，向控制器提供閉迴路回饋信號。

在某些實施例中，頂板150 包括陶瓷半導材料層、電極層及陶瓷BeO層。陶瓷半導材料可包括摻以二氧化鈦或氧化鈦（TiO₂ ）的氧化鈹（BeO）。陶瓷半導材料層亦可在燒結期間包括充當黏著黏結劑的少量玻璃共熔體及/或氣密密封包囊。

在進一步實施例中，基底板152 可包括與中間BeO陶瓷主體102 類似的氧化鈹BeO陶瓷層。基底板可包括用於透過加熱終端連接至第一加熱構件的孔洞162 及用於透過第二加熱終端連接至第二加熱構件的孔洞160 。

參照圖 6 ，加熱器套組300 被圖示為併入依據本揭示案之第二態樣的整體式電阻加熱器。加熱器套組大致包括頂板350 、加熱構件308 及基底板352 。加熱構件亦包括兩個末端354 ，加熱器終端連接至該等末端。頂板可包括與圖 5 的頂板150 類似的陶瓷半導材料層、電極層及陶瓷BeO層。基底板可為氧化鈹BeO陶瓷層，與圖 5 的基底板152 類似。加熱器終端（未圖示）可延伸通過基底板以連接到加熱構件端354 。加熱器套組亦可包括電源（未圖示）以供透過加熱器終端、施用歐姆定律及其交流電流（VAC）等價形式P(t)=I(t)V(t)來控制加熱構件。

此處，加熱構件308 為具有藉由任何合適方法（例如蝕刻、模切、水刀或雷射切割）所形成之一般鋸齒圖形的箔或薄膜層。在某些實施例中，加熱構件308 可為以鎳鈷鐵合金（例如KOVAR）、鉬（Mo）、鎢（W）、鉑（Pt）或鉑銠合金中的一者製作的箔。加熱構件308 使用受準確控制的溫度產生暫時的液相來透過氣體/金屬共熔合接直接黏結至BeO的表面。在其他實施例中，加熱構件為包含鉬及使用物理氣相沉積（PVD）程序（例如濺鍍沉積、真空蒸鍍等等）來沉積的薄膜。 示例 示例1

具有約4.5歐姆之電阻且形成自金屬化塗料的加熱構件被嵌在2吋 x 2吋BeO陶瓷方形板的表面下方0.040”。約6.5 vdc的電壓施加至加熱構件。加熱構件汲取約1.44安培的電流及輸出約9W的功率。觸摸BeO陶瓷板是覺得溫暖的。 示例2

形成自金屬化塗料的雙區加熱構件被嵌在具有約200 mm（7.5”）直徑的BeO碟裡面。第一區定位在表面下方約0.068”，而第二區定位在表面下方約0.136”。第一區加熱構件被供電且達到約282°C下之約501W功率的輸出。第二區加熱構件接著被供電，而第一區加熱構件降低至約418W的功率。第二區加熱構件達到約458°C下之約354W功率的輸出。加熱構件展現了高溫電阻係數。 示例3

約6VAC至60VAC的電壓範圍施加至來自上文之示例1的加熱構件。加熱構件具有4.2歐姆的起動電阻，而室溫為76°F。在約60VAC下，加熱構件分別達到約592°C的最大溫度及約228W的功率輸出。結果顯示在下文的表格1中。 表格1：2”x 2” BeO加熱器的加熱測試。

在圖 7-9 中，針對來自表格1之約6VAC至約60VAC的經施加電壓繪製實際瓦數（W）、電阻（歐姆（Ω））及溫度（°C）。如圖 7 中所見，繪製了約6VAC、12VAC、18VAC、24VAC、32VAC、38VAC及44VAC的輸入電壓。這些輸入電壓下的最大溫度分別為約60°C、105°C、160°C、205°C、250°C、375°C及415°C。這些輸入電壓下的最大功率輸出分別為約8W、24W、47W、67W、106W、125W及158W。在圖 8 中，熱電耦被移動至不同區域，且針對60VAC的經施加電壓繪製實際瓦數（W）及溫度（°C）。最大溫度為約592°C，而最大功率輸出為約276W。在圖 9 中，針對來自表格1、圖 7 及圖 8 的經施加電壓繪製電阻係數（歐姆（Ω））及溫度（°C）。6VAC、12VAC、18VAC、24VAC、32VAC、38VAC、44VAC及60VAC之輸入電壓處的最高電阻分別為約4Ω、7Ω、8Ω、10Ω、11Ω、13Ω、13Ω及16Ω。 示例4

向依據上文的示例2所述的雙區加熱構件供應電力。在第一及第二區處在兩個測試中施加約7VAC至121VAC的電壓範圍。區1、測試1的起動電阻為約17.8Ω。區2、測試1的起動電阻為約5.9Ω。在區1、測試2下，起動電阻為約20.9Ω。最後，區2、測試2的起動電阻為約7.4Ω。第一及第二區處之兩個測試的結果顯示於下文中的表格2-5中。 表格2：雙區BeO碟形加熱器的加熱測試（區1、測試1） 表格3：雙區BeO碟形加熱器的加熱測試（區2、測試1） 表格4：雙區BeO碟形加熱器的加熱測試（區1、測試2） 表格5：雙區BeO碟形加熱器的加熱測試（區2、測試2）

在圖 10-14 中，針對來自上文之表格2-5之約7V至121V的經施加電壓繪製實際瓦數（W）、電阻（歐姆（Ω））及溫度（°C）。如圖 10 中所見，約40VAC-108VAC之區1、測試1的輸入電壓造成了約60°C-310°C的最大溫度及約87W-382W的最大功率輸出。在圖 11 中，約21VAC-57VAC之區2、測試1的輸入電壓造成了約60°C-310°C的最大溫度及約74W-320W的最大功率輸出。在圖 12 中，約13V-121V之區1、測試2的輸入電壓造成了約70°C-416°C的最大溫度及約7W-394W的最大功率。在圖 13 中，約7V-63V之區2、測試2的輸入電壓造成了約70°C-416°C的最大溫度及約7W-330W的最大功率。在圖 14 中，針對來自區1（圖 10 、12 ）的經施加電壓繪製電阻係數（歐姆（Ω））及溫度（°C）。電阻為約18Ω-37Ω。 示例5

依據圖 6 中所繪示的實施例建構了兩個加熱構件類型。第一加熱構件將鉬（Mo）箔用作加熱構件材料，而第二加熱構件將KOVAR用作加熱構件材料。備製了鉬（Mo）加熱構件的三個試樣，且以剪力磅（lbs-shear）的單位量測對於BeO陶瓷主體的箔黏著性。備製了KOVAR加熱構件的六個試樣，且以剪力磅（lbs-shear）的單位量測對於BeO陶瓷主體的箔黏著性。對於鉬（Mo）及KOVAR類型的加熱構件試樣兩者而言，與BeO基板接觸之箔的表面面積在各側上為約0.17 in² 。經校準的荷重元用以在室溫下以200 kpsi/min的負載速率量測壓縮力。試樣被加載在第一板的底緣上及第二板的頂緣上以模擬剪力。不同的鉬（Mo）及KOVAR加熱構件的箔黏著性結果顯示於下文的表格6中。 表格6：BeO陶瓷主體上的箔黏著性

在圖 15 中，繪製了試樣中的各者的最大達到的黏著性。鉬（Mo）加熱構件的試樣2達到了約300剪力磅的最大黏著性。KOVAR加熱構件的試樣3-5全達到了大於約1088剪力磅的最大黏著性，其為荷重元停止量測的上限。

已參照示例性實施例來描述本揭示案。明顯地，更改及變更將發生於閱讀及了解了先前的詳細說明之後的其他人。本揭示案要被建構為包括到目前為止所有此類更改及變更，只要它們是在隨附請求項或其等效物的範圍內。

100‧‧‧整體式電阻加熱器
102‧‧‧陶瓷主體
104‧‧‧第一表面
106‧‧‧第二表面
108‧‧‧加熱構件
110‧‧‧網板
112‧‧‧迷宮圖樣
114‧‧‧螺線圖樣
118‧‧‧框
120‧‧‧網目
122‧‧‧第一網板
123‧‧‧終端
124‧‧‧第二網板
125‧‧‧終端
126‧‧‧第一加熱構件
127‧‧‧透通件
128‧‧‧第二加熱構件
130‧‧‧可UV固化的乳液
132‧‧‧框
134‧‧‧乳液
150‧‧‧頂板
152‧‧‧基底板
154‧‧‧加熱器終端
156‧‧‧加熱器終端
158‧‧‧電源
160‧‧‧孔洞
162‧‧‧孔洞
200‧‧‧整體式電阻加熱器
202‧‧‧BeO陶瓷主體
204‧‧‧第一終端
206‧‧‧第二終端
208‧‧‧加熱構件
210‧‧‧第一端
212‧‧‧第二端
214‧‧‧外表面
216‧‧‧施用器
218‧‧‧輪
300‧‧‧加熱器套組
308‧‧‧加熱構件
350‧‧‧頂板
352‧‧‧基底板
354‧‧‧加熱構件端

下文為繪圖的簡短說明，是為了繪示本文中所揭露的示例性實施例的目的而不是為了限制該等實施例的目的而呈現該等繪圖。

圖 1 為依據本揭示案之整體式電阻加熱器的頂視圖。

圖 2 為用於印刷具有螺線圖樣之加熱構件之網板的頂視圖。

圖 3A 為用於印刷具有迷宮圖樣之雙區加熱構件之第一區之第一網板的頂視圖。

圖 3B 為用於印刷具有迷宮圖樣之雙區加熱構件之第二區之第二網板的頂視圖。

圖 4A 為具有管狀主體之整體式電阻加熱器的透視圖。

圖 4B 為圖 4A 中所示之管狀加熱器的橫截面側視圖。

圖 4C 為圖 4A 中所示之管狀加熱器的透視圖，繪示施用用於形成加熱構件的金屬化塗料。

圖 5 為包括依據本揭示案之整體式電阻加熱器之加熱器套組之元件的3D模型。

圖 6 為包括依據本揭示案第二態樣之整體式電阻加熱器之加熱器套組之元件的3D模型。

圖 7 為一圖表，針對施用於依據本揭示案之整體式電阻加熱器之約6VAC至約44VAC的電壓而圖示實際瓦特數對上溫度。

圖 8 為一圖表，針對施用於依據本揭示案之整體式電阻加熱器之60VAC的電壓而圖示實際瓦特數對上溫度。

圖 9 為一圖表，針對施用於依據本揭示案之整體式電阻加熱器之約6VAC至約44VAC的電壓而圖示電阻對上溫度。

圖 10 為一圖表，針對施用於依據本揭示案之雙區整體式電阻加熱器之約40VAC至約108VAC的經施用電壓而圖示實際瓦特數對上溫度。

圖 11 為一圖表，針對施用於依據本揭示案之雙區整體式電阻加熱器之約21VAC至約57VAC的經施用電壓而圖示實際瓦特數對上溫度。

圖 12 為一圖表，針對施用於依據本揭示案之雙區整體式電阻加熱器之約13VAC至約121VAC的經施用電壓而圖示實際瓦特數對上溫度。

圖 13 為一圖表，針對施用於依據本揭示案之雙區整體式電阻加熱器之約7VAC至約63VAC的經施用電壓而圖示實際瓦特數對上溫度。

圖 14 為一圖表，針對施用於依據本揭示案之雙區整體式電阻加熱器之約17.5VAC至約118VAC的經施用電壓而圖示電阻對上溫度。

圖 15 為一圖表，圖示黏結至依據本揭示案之整體式電阻加熱器之陶瓷主體之鉬（Mo）及KOVAR加熱構件的箔黏著性。

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Claims (20)

1. 一種整體式電阻加熱器，包括： 一氧化鈹（BeO）陶瓷主體，具有一第一表面及一第二表面；及 一第一加熱構件，形成自一耐火金屬化層，且黏結至該氧化鈹陶瓷主體的該第一表面或該第二表面。
2. 如請求項1所述之整體式電阻加熱器，其中該耐火金屬化層包含鉬或鎢。
3. 如請求項2所述之整體式電阻加熱器，其中該耐火金屬化層包含MoSi₂ 或鉬錳。
4. 如請求項1所述之整體式電阻加熱器，更包括一氧化鈹陶瓷頂板及一氧化鈹陶瓷基底板，其中該氧化鈹陶瓷主體安置在該頂板及該基底板之間。
5. 如請求項1所述之整體式電阻加熱器，更包括連接至該BeO陶瓷主體之該第一加熱構件的加熱器終端。
6. 如請求項5所述之整體式電阻加熱器，更包括連接至該等加熱器終端以供控制該第一加熱構件的一電源。
7. 如請求項1所述之整體式電阻加熱器，其中是使用網板印刷、輥塗佈或噴刷法來印刷該第一加熱構件。
8. 如請求項1所述之整體式電阻加熱器，其中該第一加熱構件黏結至該BeO陶瓷主體的該第一表面，而一第二加熱構件黏結至該BeO陶瓷主體的該第二表面。
9. 如請求項1所述之整體式電阻加熱器，其中該BeO陶瓷主體為一方形板、矩形板、滾筒或碟、或一管、或一實心桿或棒的形狀。
10. 如請求項1所述之整體式電阻加熱器，其中以一螺線、一系列實質同心的圓或一鋸齒形的形狀佈局該第一加熱構件。
11. 如請求項1所述之整體式電阻加熱器，其中該BeO陶瓷主體為一管的形式，一第一終端呈現在該管的一第一端上，一第二終端呈現在該管的一第二端上，該加熱構件具有連接至該第一終端的一第一端且具有連接至該第二終端的一第二端，且該第一表面為該管的一外表面。
12. 一種形成一整體式電阻加熱器的方法，包括以下步驟： 將一耐火金屬化塗料施用至一氧化鈹陶瓷主體的一第一表面或一第二表面上，以形成一第一加熱構件。
13. 如請求項12所述之方法，其中該印刷步驟是藉由網板印刷、輥塗佈或噴刷該加熱構件來完成的。
14. 如請求項12所述之方法，其中該第一加熱構件以具有一螺線、一系列實質同心的圓或一鋸齒形之形狀的一圖樣形成。
15. 如請求項12所述之方法，其中該金屬化塗料包含鉬或鎢。
16. 如請求項15所述之方法，其中該金屬化塗料包含MoSi₂ 或鉬錳。
17. 一種加熱方法，包括以下步驟： 將電流傳遞通過一加熱構件，該加熱構件形成自一金屬箔或金屬化塗料，該加熱構件定位在一氧化鈹陶瓷主體上。
18. 如請求項17所述之方法，其中該陶瓷主體為一碟、一方形、一滾筒、或一管、或一實心桿或棒的形狀。
19. 如請求項17所述之方法，其中該加熱構件形成自一金屬箔，該金屬箔包括以下中的一者：一鎳合金、鎢、鉬、或鉑及鉑合金、或包含鉬或鎢的金屬化塗料。
20. 一種整體式電阻加熱器，包括： 一頂板，包括氧化鈹； 一基底板，包括氧化鈹；及 一加熱構件，定位在該頂板及該基底板之間。