TWI462629B - 陶瓷加熱器及固定一熱電偶至該陶瓷加熱器的方法 - Google Patents

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Hongy Lin
Jason E Smith
Daniel J Block
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Watlow Electric Mfg
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Description

陶瓷加熱器及固定一熱電偶至該陶瓷加熱器的方法 領域
本發明係大致有關於電加熱器,且特別是有關於陶瓷加熱器及固定一熱電偶至該等陶瓷加熱器的方法。
背景
在此段之說明僅提供有關本發明之背景資訊且不構成先前技術。
一典型陶瓷加熱器通常包括一陶瓷基板及一埋設在該陶瓷基板內或固定於該陶瓷基板外表面上之電阻加熱元件,且因為陶瓷材料具有極佳之導熱率,故由該電阻加熱元件所產生之熱可以快速地傳送至一靠近該陶瓷基板設置之目標物。
但是,眾所周知,由於陶瓷材料與金屬材料之不良濕潤性,陶瓷材料難以結合至金屬材料上。許多陶瓷材料與金屬材料是非濕潤的,因此難以使一熔融金屬對抗毛細壓力而流入一陶瓷材料之孔隙中。此外,在陶瓷材料與金屬材料間之熱膨脹係數差很大,因此在該陶瓷材料與該金屬材料間之結合在高溫下很難保持。
因此,與該陶瓷加熱器一起使用之熱電偶通常透過一金屬鞘連接該陶瓷基板上。用以測量該陶瓷加熱器溫度之熱電偶的熱接點或量測接點係收納在該金屬鞘內或焊接於該金屬鞘上,而該金屬鞘則固定在該陶瓷基板上。該鞘通常利用如一受彈簧偏壓裝置之機械式連接裝置設置在該陶瓷基板附近。
這將該熱電偶固定至該陶瓷加熱器上之習知方法具有溫度反應延遲之缺點,因為該熱電偶測量的是該金屬鞘之溫度,而不是直接測量該金屬鞘之溫度。同時,該鞘之熱質亦會再延遲在熱電偶中之溫度改變。因此,熱電偶之準確溫度測量係依據該金屬鞘之特性而定。當該陶瓷加熱器溫度以非常快的速度上升時,如果該金屬鞘未快速地反應該陶瓷基板之溫度改變,則該熱電偶將無法立即準確地測量該陶瓷加熱器之溫度。因此,在一以相當高功率密度通電且溫度以非常快的速度上升之陶瓷加熱器中,極可能發生“調整過度”,而這調整過度係指在一參數由一低值至一高值之轉變超過最終值時,對該參數之不必要控制。因為無法對一溫度上升分布準確地測量且控制溫度,所以該陶瓷加熱器會上升至一超過目標溫度之溫度,造成對該目標物之不必要加熱。
概要
在一形態中,一陶瓷加熱器包括一陶瓷基板及至少一用以測量該陶瓷基板之溫度的熱電偶,且該至少一熱電偶包括一直接接合至該陶瓷基板上之接點。
在另一形態中,一陶瓷加熱器包含一界定至少一凹部之陶瓷基板、一埋設在該陶瓷基板內之電阻加熱元件、至少一熱電偶、及一活性硬焊材料。該熱電偶包括一對界定 一遠端部之電線及一設置在該遠端部附近之接點,且該接點設置在該凹部內。該活性硬焊材料設置在該凹部內,且該至少一熱電偶之接點接觸該活性硬焊材料。
在又一形態中,所提供的是固定一熱電偶至一陶瓷基板的方法,且該熱電偶包括一對界定一接點的電線,而該方法包括將該熱電偶之接點直接結合至該陶瓷基板。
在另一形態中,所提供的是固定一熱電偶至一陶瓷基板的方法,且該熱電偶包括一對電線,而該方法包含:焊接該熱電偶之電線以形成一接點;清潔該陶瓷加熱器基板之表面;將一活性硬焊材料塗布在該陶瓷加熱器基板之表面上;將該接點放在該活性硬焊材料上;乾燥該活性硬焊材料;在一真空室中加熱該活性硬焊材料;在該真空室中保持該活性硬焊材料於一預定溫度且保持一預定時間;及冷卻至室溫。
由在此提供之說明可了解其他應用領域,且在此應了解的是該說明與特定例子僅是用以說明而不是要限制本發明之範疇。
圖式
在此所述之圖式係僅用以說明而不是要限制本發明之範疇。
第1圖是依據本發明之教示構成之陶瓷加熱器的立體圖,且該陶瓷加熱器具有固定於其上之熱電偶;第2圖是依據本發明教示之具有第1圖熱電偶之陶瓷加熱器的分解立體圖;第3圖是沿第1圖之線3-3所截取之依據本發明教示之陶瓷加熱器與熱電偶的橫截面圖;第4圖是第3圖之細部A內的放大圖,顯示在本發明第一實施例之陶瓷基板與熱電偶之間的連接;第5圖是類似於第4圖之放大圖,顯示在本發明第二實施例之陶瓷基板與熱電偶之間的另一連接;第6圖是一流程圖,顯示依據本發明教示之固定該熱電偶至一陶瓷加熱器的方法;第7圖是類似於第4圖之放大圖,顯示在本發明第三實施例之陶瓷基板與熱電偶之間的再一連接;第8圖是類似於第7圖之放大圖,顯示在本發明第四實施例之陶瓷基板與熱電偶之間的又一連接;第9圖是一顯示另一兩層構造之金屬化層及其與該陶瓷基板與該熱電偶之結合的視圖,其中該熱電偶之電線與絕緣體已被移除以便清楚顯示;及第10圖是一流程圖,顯示依據本發明教示之固定該熱電偶至一陶瓷加熱器的另一方法。
在圖式之數個視圖中,對應符號顯示對應零件。
詳細說明
以下說明本質上僅是舉例而不是要限制本發明、應用、或用途。在此應了解在整個圖式中,對應符號表示類似或對應之零件與裝置。
請參閱第1至3圖,其中顯示一依據本發明之教示構成且以符號10表示之陶瓷加熱器。該陶瓷加熱器10包括一陶瓷基板12、一埋設在該陶瓷基板12內之電阻加熱元件14(以虛線顯示)、及一熱電偶16。該電阻加熱元件14係端接於兩端子墊18(以虛線顯示),且多數導線(圖未示)連接於該等端子墊18上,以將該電阻加熱元件14連接至一電源(圖未示)。該陶瓷基板12最好是由氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al2 O3 )、或氮化矽(Si3 N4 )製成。但是,這些材料只是舉例,且在此應了解的是使用其他陶瓷材料亦在本發明之範疇內。該電阻加熱元件14可以為任一種在先前技術中為習知者,舉例而言,可為一電阻線圈、或一電阻膜等。雖然所示電阻加熱元件14係埋設在該陶瓷基板12內,但是在不偏離本發明精神之情形下,該電阻加熱元件14亦可以設置在該陶瓷基板12之外表面上。
該熱電偶16係固定在該陶瓷基板12上,且最好是設置在一凹部20內,以便在操作該陶瓷加熱器10時測量該陶瓷基板12之溫度。依據該陶瓷基板12之尺寸及該電阻加熱元件14之配置,在本發明之範疇內,亦可將一個以上之熱電偶16連接至該陶瓷加熱器10上。例如,如果該陶瓷加熱器10具有多數加熱區域(圖未示),則可最好具有多數對應於前述多數加熱區域之熱電偶16,以個別地測量與控制前述多數加熱區域。
如第2圖所示,該熱電偶16包括一對由不同金屬構成之導電電線22。該等導電電線22包括最好焊接在一起之遠端24,且因此形成一焊珠26。此外,該熱電偶16包括可用以連接至一控制器或其他溫度處理裝置/電路之近端28,如七該等導電電線22、該焊珠26及該控制器形成一電路。該焊珠26作為一熱接點或一量測接點,且設置在靠近該陶瓷基板12處,並且該等近端28作為一冷接點或一參考接點。當該陶瓷基板12且接著該焊珠26之溫度增高時,產生一通過該電路之電壓。藉由測量通過該電路之電壓,可決定在該焊珠26與該冷接點之間的溫度差,且可因此得到該焊珠26且接著該陶瓷基板12之溫度。
較佳地,該熱電偶16更包括一對絕緣套管30。如第4圖所示,該等絕緣套管30環繞該等導電電線22,且該等導電電線22之遠端24一部份由該等絕緣套管30突出,以形成該焊珠26。該等絕緣套管30為該等導電電線22提供絕緣與保護,且該等絕緣套管30最好由一陶瓷材料、一有機結合玻璃纖維或一以聚合物為基底之絕緣材料製成。
該熱電偶16可以是K型、J型、T型、R型、C型、或B型熱電偶等。這些種類之熱電偶的特徵在於該等導電電線之組成物且適用於具有不同靈敏度之不同溫度範圍,例如,一包括Chromel(Ni-Cr合金)線與一Alumel(Ni-Al合金)線之K型熱電偶是一般用途之熱電偶且其溫度範圍是由大約200℃至大約1200℃,並且具有大約41μV/℃之靈敏度。一R型熱電偶具有貴金屬線且是所有熱電偶中最穩定者,但是其靈敏度(大約10μV/℃)相當低。一B型熱電偶具有白金線與一銠線,且適用於最高至1800℃之高溫測量。
如第4圖所示,該焊珠26設置在該陶瓷基板12之凹部20內。該凹部20實質上填有一活性硬焊材料32,且該活性硬焊材料32環繞該焊珠26並將該焊珠26固定至該陶瓷基板12。在此應了解的是,在本發明之範圍內,該焊珠26可以直接接觸該凹部20之內表面34,或者被該活性硬焊材料32完全包圍。
或者,如第5圖所示,該焊珠26結合在該陶瓷基板12之外表面36上而不是如前述般在一凹部20內。較佳地,該熱電偶16之焊珠26與該活性硬焊材料32接觸,且該活性硬焊材料32與該陶瓷基板12之外表面36接觸。同時,在此應了解的是,在本發明之範圍內,該焊珠26亦可直接接觸該凹部20之內表面34或完全被該活性硬焊材料32包圍。該活性硬焊材料32最好是一活性硬焊合金,且較佳之活性硬焊合金包括由Wesgo公司所販賣之Ticusil合金(Ag-Cu-Ti合金)、由Wesgo公司所販賣之silver-ABA(Ag-Ti合金)、Au-Ni-Ti合金及Au-Ti合金。
以下請參閱第6圖,其中揭露一依據本發明教示之固定該熱電偶16至該陶瓷基板12的方法。在此應了解的是,在本發明之範圍內,在此所示與所述之步驟順序是可以改變或更動的,因此,該等步驟僅是本發明之一種形態的例子。首先,清潔欲與該熱電偶16結合之陶瓷基板12表面。如前所述,該表面可以是該凹部20之內表面34或該陶瓷基板12之外表面36,且最好是使用超音波清潔器與丙酮或乙醇來清除附著於該表面上之灰塵顆粒與油脂。然後,焊接該熱電偶16之導電電線22之遠端24,以形成一作為一熱接點或一量測接點之焊珠26。
接著,將該活性硬焊材料32塗布至該凹部20或該陶瓷基板12之外表面36,再將該熱電偶16之焊珠26放在該活性硬焊材料32上。該活性硬焊材料32最好是以膏狀或箔片狀塗布,但是在本發明之範圍內,亦可使用其他形態。當以膏狀塗布該活性硬焊材料32時,可以在塗布該活性硬焊材料32之前先將該焊珠26插入該凹部20中,使該焊珠26直接接觸該陶瓷基板12,即,該凹部20之內表面34。此外,最好使用一乾燥製程來乾燥該活性硬焊材料膏,且乾燥製程最好是在室溫下進行一段足以蒸發在該膏中之溶劑的時間。
然後,將附有該熱電偶16之陶瓷基板12放置在一真空室(圖未示)內以進行加熱,且在該加熱過程中,該真空最好控制在小於大約5×10-6 托耳(torr)。該活性硬焊材料32與該焊珠26係加熱至大約950℃與大約1080℃之間,且在到達所需溫度時,保持該溫度大約5至大約60分鐘。在一實施形態中,在該加熱過程中,將該活性硬焊材料32加熱至大約950℃且保持這溫度大約15分鐘。
在加熱過程後,將該真空室冷卻至室溫,使該活性硬焊材料固化。當該活性硬焊材料固化時,該熱電偶16之焊珠26直接結合至該陶瓷基板12上。
請參閱第7圖,一具有一熱電偶之陶瓷加熱器係以符號40表示,且該陶瓷加熱器40係利用本發明教示之另一方法固定者。該陶瓷加熱器40具有一類似於第3至5圖所示之陶瓷加熱器10的構造,但在該陶瓷基板12與該熱電偶16之間的連接則不同。在以下說明中,對應符號表示先前在第1至5圖中說明之類似或對應零件與構件。
第7圖顯示該熱電偶16之焊珠26設置在該陶瓷基板12之凹部20,且該凹部20之外表面36被一金屬化層42覆蓋。該焊珠26設置在該凹部20中,且一般硬焊材料44,而非活性硬焊材料32,實質填滿在該焊珠26與該金屬化層42之間的空間。
或者,該熱電偶16之焊珠26結合至該陶瓷基板12之外表面36上,如第8圖所示,且該金屬化層42設置在該內表面34與該一般硬焊材料44之間。
該金屬化層42可以是一如第8圖所示之單層構造或一如第9圖所示之雙層構造。當一單層構造為較佳時,該金屬化層42最好是一厚度大約為0.1μm之Ti層且最好是利用電鍍形成。當一雙層構為較佳時,該金屬化層42最好包括一與該陶瓷基板12接觸之第一層46及一設置在該第一層46與該一般硬焊材料44之間的第二層48。該第一層46是主要層且最好是由Mo、MnO、玻璃砂與有機結合劑之混合物形成,且該第二層48最好是一Ni層、Cu層或Au層並且遇一厚度小於該第一層46之薄層。該第二層48之厚度最好大約2至5μm,且該第一層46作為一用以結合該金屬第二層48至該陶瓷基板12的結合層,使該熱電偶16可以利用該一般硬焊材料44而經由該第二層48結合至該陶瓷基板12上。
較佳之一般硬焊材料44包括Ag-Cu合金或Au-Ni合金。
請參閱第10圖,以下說明本發明教示之固定該熱電偶16至該陶瓷基板12的第二方法。如前所述,在本發明之範圍內,在此所示與所述之步驟次序可以改變或變化。首先,清潔欲與該熱電偶16結合之陶瓷基板12的表面,且如前所述,該表面可以是該凹部20之內表面34或該陶瓷基板12之外表面36。接著,焊接該熱電偶16之電線22以形成一焊珠26。
然後,在該凹部20之內表面34或該陶瓷基板12之外表面36上形成金屬化層42,且該金屬化層42可以利用濺鍍一薄Ti層而形成。或者,該金屬化層42可以利用先在該陶瓷基板12上形成一第一層46,並接著在該第一層46上形成一第二層48。在形成該第一層46時,準備並塗布一包括Mo、MnO、玻璃砂、有機結合劑與溶劑之混合物至該陶瓷基板12上。接著在一混合氣體中烘烤該陶瓷基板12與該膏,且該混合氣體最好是氮與氫分子比例為4:1之混合物、或一裂解氨,而該裂解氨為一氫與氮分子比例為3:1之混合物。當該烘烤過程完成時,可由該膏中移除該溶劑而使該膏固化並連接至該陶瓷基板12上。
在形成該第一層46後,利用電鍍法將可為一Ni層、Cu層或Au層之第二層48塗布至該第一層46上,藉此完成該金屬化層42。
在完成該金屬化層42時,不論是單層或雙層構造,該一般硬焊材料44放置在該金屬化層42上,且該熱電偶16之焊珠26放置在該一般硬焊材料44上。接著,使該一般硬焊材料44熔化,藉此完成將該熱電偶16結合至該陶瓷基板12上之過程。由於加熱與固化該一般硬焊材料44之過程實質上類似於與第4-8圖相關之加熱與固化活性硬焊材料32的過程,所以在此省略其說明以達簡化之目的。
依據本發明,由於該熱電偶16之焊珠26直接結合至該陶瓷基板12上,故來自該陶瓷基板12之熱會直接傳遞至該熱電偶16之焊珠26。因此,該焊珠26之溫度將幾乎立即反映該陶瓷基板12之溫度,且可以更準確地測量該陶瓷加熱器10之溫度。此外,利用與該金屬化層耦合之活性硬焊材料或一般硬焊材料,即使暴露於高溫下,該熱電偶16亦具有長期穩定性。
本發明之陶瓷加熱器10具有多種用途,例如,該陶瓷加熱器10可使用在半導體後端晶片結合裝置與醫學裝置,且該陶瓷加熱器10最好是用來以一相當快之上昇速度加熱一物體。
本發明之說明在本質上僅是用以舉例,且因此不偏離本發明要旨之變化例應在本發明之範疇內,並且這些變化例不應被視為偏離本發明之精神與範疇。
10...陶瓷加熱器
12...陶瓷基板
14...電阻加熱元件
16...熱電偶
18...端子墊
20...凹部
22...電線
24...遠端
26...焊珠
28...近端
30...絕緣套管
32...活性硬焊材料
34...內表面
36...外表面
40...陶瓷加熱器
42...金屬化層
44...一般硬焊材料
46...第一層
48...第二層
第1圖是依據本發明之教示構成之陶瓷加熱器的立體圖,且該陶瓷加熱器具有固定於其上之熱電偶;第2圖是依據本發明教示之具有第1圖熱電偶之陶瓷加熱器的分解立體圖;第3圖是沿第1圖之線3-3所截取之依據本發明教示之陶瓷加熱器與熱電偶的橫截面圖;第4圖是第3圖之細部A內的放大圖,顯示在本發明第一實施例之陶瓷基板與熱電偶之間的連接;第5圖是類似於第4圖之放大圖,顯示在本發明第二實施例之陶瓷基板與熱電偶之間的另一連接;第6圖是一流程圖,顯示依據本發明教示之固定該熱電偶至一陶瓷加熱器的方法;第7圖是類似於第4圖之放大圖,顯示在本發明第三實施例之陶瓷基板與熱電偶之間的再一連接;第8圖是類似於第7圖之放大圖,顯示在本發明第四實施例之陶瓷基板與熱電偶之間的又一連接;第9圖是一顯示另一兩層構造之金屬化層及其與該陶瓷基板與該熱電偶之結合的視圖,其中該熱電偶之電線與絕緣體已被移除以便清楚顯示;及第10圖是一流程圖,顯示依據本發明教示之固定該熱電偶至一陶瓷加熱器的另一方法。
10...陶瓷加熱器
12...陶瓷基板
14...電阻加熱元件
16...熱電偶
20...凹部
22...電線
24...遠端
26...焊珠
28...近端
30...絕緣套管
32...活性硬焊材料

Claims (35)

  1. 一種陶瓷加熱器,包含:一陶瓷基板;一埋設於該陶瓷基板內之電阻加熱元件;及至少一熱電偶,其係用以測量該陶瓷基板之一溫度,該至少一熱電偶具有一對由不同金屬構成、係結合以界定一接點之導電電線,其中該接點係藉由一活性硬焊材料而直接結合至該陶瓷基板,其中該活性硬焊材料係與該陶瓷基板、該接點及該等導電電線直接接觸,該接點係完全地被該活性硬焊材料所包圍。
  2. 如申請專利範圍第1項之陶瓷加熱器,其中該活性硬焊材料係選自一由Au-Cu-Ti合金、Ag-Ti合金、Au-Ni-Ti合金及Au-Ti合金構成之群組。
  3. 如申請專利範圍第1項之陶瓷加熱器,其中該陶瓷基板係由一選自一由氮化鋁(AlN)、氧化鋁(Al2O3)及氮化矽(Si3N4)構成之群組的材料製成。
  4. 如申請專利範圍第1項之陶瓷加熱器,其中該至少一熱電偶係選自一由K型、J型、T型、R型、C型及B型熱電偶構成之群組。
  5. 如申請專利範圍第1項之陶瓷加熱器,其中該陶瓷基板界定一凹部,該至少一熱電偶之該接點係設置在該凹部中。
  6. 如申請專利範圍第5項之陶瓷加熱器,其中該陶瓷基板之該凹部實質上係填滿該活性硬焊材料。
  7. 如申請專利範圍第1項之陶瓷加熱器,其中該對導電電 線各界定有一遠端部,該接點係設置在該遠端部附近。
  8. 如申請專利範圍第7項之陶瓷加熱器,其中該接點係呈一焊珠的形式,且該焊珠係與該活性硬焊材料直接接觸,藉此將該熱電偶結合至該陶瓷基板。
  9. 如申請專利範圍第7項之陶瓷加熱器,其中該對導電電線之至少一部份係被絕緣體包圍。
  10. 如申請專利範圍第9項之陶瓷加熱器,其中該絕緣體包含一對設置在該對電線上之陶瓷套管。
  11. 一種陶瓷加熱器,包含:一陶瓷基板,其界定至少一凹部;一電阻加熱元件,其係埋設在該陶瓷基板內;至少一熱電偶,其包括一對由不同金屬構成、係結合以界定一接點之導電電線,該對導電電線界定一遠端部,該接點係設置在該遠端部附近且在該凹部內;及一活性硬焊材料,其係設置在該凹部內與該陶瓷基板直接接觸,且該至少一熱電偶之該接點與該等導電電線係直接接觸該活性硬焊材料,該接點係完全地被該活性硬焊材料所包圍。
  12. 一種用以將熱電偶固定至陶瓷基板的方法,該熱電偶包括一對界定一接點的電線,該方法包含將該熱電偶之該接點直接結合至該陶瓷基板。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法,其中該直接結合係藉由利用一活性硬焊材料來達成。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法,更包含將該活性硬焊材 料以膏狀塗布至該陶瓷基板,再將該熱電偶之該接點放置在該活性硬焊材料膏上。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法,更包含將其上設置有該熱電偶之該接點的該活性硬焊材料加熱至大約950℃至大約1080℃,且保持該溫度大約5至60分鐘。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法,其中該加熱係在一小於5×10-6托耳之真空室中進行。
  17. 如申請專利範圍第13項之方法,其中該活性硬焊材料係填充在該陶瓷基板之一凹部中。
  18. 如申請專利範圍第13項之方法,其中該活性硬焊材料係塗布至該陶瓷基板之一外表面。
  19. 如申請專利範圍第12項之方法,其中該接點係藉由在該等電線之遠端部處焊接該等電線來形成。
  20. 如申請專利範圍第12項之方法,其中該直接結合包含在該陶瓷基板上提供至少一金屬化層,再利用一硬焊材料將該接點結合至該金屬化層。
  21. 如申請專利範圍第20項之方法,其中提供一金屬化層包含在該陶瓷基板上塗布Mo、MnO、玻璃砂、有機結合劑與溶劑之混合物以形成一第一層,且塗布一選自一由Ni、Cu及Au構成之群組的材料以形成一第二層。
  22. 如申請專利範圍第20項之方法,其中提供一金屬化層包含在該陶瓷基板上提供一Ti層。
  23. 一種用以將熱電偶固定至陶瓷基板的方法,該熱電偶包含一對電線,該方法包含: 焊接該熱電偶之該等電線以形成一接點;清潔該陶瓷基板之一表面;將一活性硬焊材料施用在該陶瓷基板之該表面上;將該接點放置在該活性硬焊材料上以使該接點係完全地被該活性硬焊材料所包圍;乾燥該活性硬焊材料;加熱該活性硬焊材料;保持該活性硬焊材料於一預定溫度且保持一預定時間;及冷卻該活性硬焊材料至室溫。
  24. 如申請專利範圍第23項之方法,其中該活性硬焊材料係呈選自一由箔片狀與膏狀構成之群組的形態。
  25. 如申請專利範圍第23項之方法,其中加熱該活性硬焊材料係於一真空室中進行。
  26. 一種用以將熱電偶固定至陶瓷基板的方法,該熱電偶包括一對界定一接點的電線,該方法包含將該熱電偶之該接點直接結合至該陶瓷基板,其中該直接結合係藉由利用一活性硬焊材料完全地包圍該接點而達成。
  27. 如申請專利範圍第24項之方法,更包含將該活性硬焊材料以膏狀塗布至該陶瓷基板,再將該熱電偶之該接點放置在該活性硬焊材料膏上。
  28. 如申請專利範圍第27項之方法,更包含將其上設置有該熱電偶之該接點的該活性硬焊材料加熱至大約950℃至大約1080℃,且保持該溫度大約5至60分鐘。
  29. 如申請專利範圍第28項之方法,其中該加熱係在一小於5×10-6托耳之真空室中進行。
  30. 如申請專利範圍第26項之方法,其中該活性硬焊材料係填充在該陶瓷基板之一凹部中。
  31. 如申請專利範圍第26項之方法,其中該活性硬焊材料係塗布至該陶瓷基板之一外表面。
  32. 如申請專利範圍第26項之方法,更包含將該活性硬焊材料以箔片狀塗布至該陶瓷基板,再將該熱電偶之該接點放置在該活性硬焊材料箔片上。
  33. 一種用以將熱電偶固定至陶瓷基板的方法,該熱電偶包含一對電線,該方法包含:清潔該陶瓷基板之一表面;將一金屬化層施用在該陶瓷基板之該表面;將一一般硬焊材料塗布在該金屬化層上;將該熱電偶之一接點放置在該一般硬焊材料上以使該接點係完全地被該一般硬焊材料所包圍;加熱該一般硬焊材料;保持該一般硬焊材料於一預定溫度;及冷卻該一般硬焊材料至室溫。
  34. 如申請專利範圍第33項之方法,其中該金屬化層係藉由形成一與該陶瓷基板接觸之第一層及設置於該第一層與該一般硬焊材料間之一第二層而塗布。
  35. 如申請專利範圍第33項之方法,其中加熱該一般硬焊材料係於一真空室中進行。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI736449B (zh) * 2020-10-19 2021-08-11 中國鋼鐵股份有限公司 熱電偶之修復與固定裝置及其使用方法

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7836597B2 (en) 2002-11-01 2010-11-23 Cooligy Inc. Method of fabricating high surface to volume ratio structures and their integration in microheat exchangers for liquid cooling system
US8464781B2 (en) 2002-11-01 2013-06-18 Cooligy Inc. Cooling systems incorporating heat exchangers and thermoelectric layers
US7591302B1 (en) 2003-07-23 2009-09-22 Cooligy Inc. Pump and fan control concepts in a cooling system
US7913719B2 (en) 2006-01-30 2011-03-29 Cooligy Inc. Tape-wrapped multilayer tubing and methods for making the same
TW200810676A (en) 2006-03-30 2008-02-16 Cooligy Inc Multi device cooling
US7715194B2 (en) 2006-04-11 2010-05-11 Cooligy Inc. Methodology of cooling multiple heat sources in a personal computer through the use of multiple fluid-based heat exchanging loops coupled via modular bus-type heat exchangers
TW200912621A (en) 2007-08-07 2009-03-16 Cooligy Inc Method and apparatus for providing a supplemental cooling to server racks
US8250877B2 (en) 2008-03-10 2012-08-28 Cooligy Inc. Device and methodology for the removal of heat from an equipment rack by means of heat exchangers mounted to a door
CN102171897A (zh) 2008-08-05 2011-08-31 固利吉股份有限公司 用于激光二极管冷却的微型换热器
WO2010114482A1 (en) * 2009-04-02 2010-10-07 Trimech Technology Pte Ltd Long thermode assembly
KR100934208B1 (ko) * 2009-06-15 2009-12-31 (주) 해리아나 온도센서 체결구조 및 체결방법
US20110073292A1 (en) * 2009-09-30 2011-03-31 Madhav Datta Fabrication of high surface area, high aspect ratio mini-channels and their application in liquid cooling systems
GB2489686B (en) * 2011-04-01 2018-06-27 Agilent Technologies Inc Fluidic chip with laminated reinforcing layer for pressure reinforcement
TWI456201B (zh) * 2011-11-29 2014-10-11 Univ Chung Hua 無線式熱氣泡式加速儀及其製備方法
TWI456200B (zh) 2012-07-03 2014-10-11 Univ Chung Hua 熱氣泡角加速儀
CN105466584A (zh) * 2014-09-03 2016-04-06 北京航空航天大学 一种陶瓷基复合材料测温方法
KR102447834B1 (ko) * 2015-10-21 2022-09-27 엘지전자 주식회사 제상 장치 및 이를 구비하는 냉장고
KR102493237B1 (ko) * 2015-11-11 2023-01-30 엘지전자 주식회사 제상 장치 및 이를 구비하는 냉장고
JP6703872B2 (ja) * 2016-03-28 2020-06-03 日本碍子株式会社 ヒータ及びそのヒータを備えるハニカム構造体
EP3514515B1 (en) * 2018-01-18 2020-03-04 Samsung SDI Co., Ltd. Thermocouple and method for manufacturing the thermocouple
GB2572388B (en) * 2018-03-28 2020-04-22 Suresensors Ltd Integrated temperature control within a diagnostic test sensor
CN109334390B (zh) * 2018-11-06 2024-02-02 海宁托博特种陶瓷制品有限公司 氮化硅发热体与铝件压铸或浇筑一体成型装置
KR102432592B1 (ko) * 2018-12-20 2022-08-18 엔지케이 인슐레이터 엘티디 세라믹 히터
CN109915898A (zh) * 2019-04-24 2019-06-21 武汉江生热力科技有限公司 一种产热模块
IT201900012903A1 (it) * 2019-07-25 2021-01-25 Irca Spa Riscaldatore elettrico
US11774298B2 (en) * 2020-02-12 2023-10-03 Tokyo Electron Limited Multi-point thermocouples and assemblies for ceramic heating structures
CN112161718A (zh) * 2020-09-15 2021-01-01 上海船舶电子设备研究所(中国船舶重工集团公司第七二六研究所) 球型换能器工作温度的监测方法及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW397808B (en) * 1995-02-09 2000-07-11 Ngk Insulatdrs Ltd Joined ceramic structures and a process for the production thereof
TW548397B (en) * 1998-11-12 2003-08-21 Owens Corning Fiberglass Corp Tip-plate thermocouple
TW569643B (en) * 2001-07-09 2004-01-01 Ibiden Co Ltd Ceramic heater and ceramic joined article

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3923551A (en) * 1966-06-02 1975-12-02 Arco Med Prod Co Method of making a thermopile with insulatingly separate junctions on an alumina insulator
CH563320A5 (zh) 1973-10-01 1975-06-30 Bbc Brown Boveri & Cie
US4111718A (en) * 1976-03-18 1978-09-05 The United States Of America As Represented By The National Aeronautics And Space Administration Thermocouples of molybdenum and iridium alloys for more stable vacuum-high temperature performance
US4602731A (en) 1984-12-24 1986-07-29 Borg-Warner Corporation Direct liquid phase bonding of ceramics to metals
US4596354A (en) 1985-07-03 1986-06-24 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Oxidation resistant filler metals for direct brazing of structural ceramics
DE3789628T3 (de) 1986-02-20 1998-04-02 Toshiba Kawasaki Kk Gesinterter Körper aus Aluminiumnitrid mit leitender metallisierter Schicht.
US4787551A (en) * 1987-05-04 1988-11-29 Stanford University Method of welding thermocouples to silicon wafers for temperature monitoring in rapid thermal processing
JPH025541A (ja) * 1988-06-24 1990-01-10 Asahi Daiyamondo Kogyo Kk ボンディングツールの製造方法
DE3901492A1 (de) 1988-07-22 1990-01-25 Endress Hauser Gmbh Co Drucksensor und verfahren zu seiner herstellung
JPH0464025A (ja) * 1990-07-02 1992-02-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 調理器用温度センサー
JPH07104215B2 (ja) * 1990-08-14 1995-11-13 日本碍子株式会社 加熱装置およびその製造方法
DE4129414A1 (de) 1990-11-13 1993-03-11 Endress Hauser Gmbh Co Verwendung eines speziellen tiegels beim melt-spinning einer aktivlot-legierung
DE59200253D1 (de) * 1991-05-26 1994-07-28 Endress Hauser Gmbh Co Durchkontaktierung eines Isolierstoffteils.
JP3070993B2 (ja) * 1991-08-27 2000-07-31 日本特殊陶業株式会社 白金抵抗体式温度センサ用ロー付材料
DE4320910C1 (de) 1993-06-18 1994-09-08 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung einer gasdichten Lötverbindung und Anwendung des Verfahrens bei der Herstellung von Bauelementen mit vakuumdichten Gehäuse
JPH07260589A (ja) * 1994-03-23 1995-10-13 Ngk Spark Plug Co Ltd 温度センサー用受熱体及び温度センサー
JPH08283075A (ja) * 1995-04-10 1996-10-29 Ngk Spark Plug Co Ltd 温度センサー受熱体及びその製造方法
DE69619898T2 (de) 1995-07-14 2002-11-07 Ngk Insulators, Ltd. Verfahren zum Verbinden von Keramik
DE19604306C2 (de) * 1996-02-07 2000-05-11 Ako Werke Gmbh & Co Strahlungsheizkörper
JP3776499B2 (ja) * 1996-02-29 2006-05-17 日本碍子株式会社 金属部材とセラミックス部材との接合構造およびその製造方法
DE19621001A1 (de) * 1996-05-24 1997-11-27 Heraeus Sensor Nite Gmbh Sensoranordnung zur Temperaturmessung und Verfahren zur Herstellung der Anordnung
US6039918A (en) 1996-07-25 2000-03-21 Endress + Hauser Gmbh + Co. Active brazing solder for brazing alumina-ceramic parts
US5954900A (en) 1996-10-04 1999-09-21 Envec Mess- Und Regeltechnik Gmbh + Co. Process for joining alumina ceramic bodies
JP3682552B2 (ja) 1997-03-12 2005-08-10 同和鉱業株式会社 金属−セラミックス複合基板の製造方法
JP3746594B2 (ja) * 1997-06-20 2006-02-15 日本碍子株式会社 セラミックスの接合構造およびその製造方法
JP3892965B2 (ja) * 1998-03-27 2007-03-14 日本碍子株式会社 接合体の製造方法および接合体
JP2000047179A (ja) * 1998-07-31 2000-02-18 Hosiden Corp 液晶表示素子
JP2000349098A (ja) * 1999-06-04 2000-12-15 Sumitomo Electric Ind Ltd セラミック基板と半導体素子の接合体及びその製造方法
JP3792440B2 (ja) 1999-06-25 2006-07-05 日本碍子株式会社 異種部材の接合方法、および同接合方法により接合された複合部材
JP3439439B2 (ja) * 1999-08-24 2003-08-25 イビデン株式会社 熱電対および半導体製造装置用セラミック基材
EP1272006A1 (en) 2000-04-07 2003-01-02 Ibiden Co., Ltd. Ceramic heater
WO2001084888A1 (en) * 2000-04-29 2001-11-08 Ibiden Co., Ltd. Ceramic heater and method of controlling temperature of the ceramic heater
JP2002025758A (ja) * 2000-05-02 2002-01-25 Ibiden Co Ltd ホットプレートユニット
WO2001084886A1 (fr) * 2000-05-02 2001-11-08 Ibiden Co., Ltd. Dispositif de chauffage en ceramique
WO2002003434A1 (fr) * 2000-07-03 2002-01-10 Ibiden Co., Ltd. Radiateur ceramique pour appareil de fabrication ou de test de semi-conducteurs
WO2002019400A1 (fr) * 2000-08-30 2002-03-07 Ibiden Co., Ltd. Dispositif ceramique chauffant permettant la production de semi-conducteurs et equipement d'inspection
US6960743B2 (en) * 2000-12-05 2005-11-01 Ibiden Co., Ltd. Ceramic substrate for semiconductor manufacturing, and method of manufacturing the ceramic substrate
JP2002270339A (ja) * 2001-03-08 2002-09-20 Ngk Spark Plug Co Ltd セラミックヒーター
KR200256286Y1 (ko) * 2001-05-23 2001-12-20 김태국 고정밀 디지털 온도제어의 회로
JP4095832B2 (ja) 2001-05-25 2008-06-04 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー レーザー溶接用ポリエステル樹脂組成物、関連生成物および方法
US6732914B2 (en) 2002-03-28 2004-05-11 Sandia National Laboratories Braze system and method for reducing strain in a braze joint
JP2004200619A (ja) * 2002-12-20 2004-07-15 Kyocera Corp ウエハ支持部材
US7045014B2 (en) 2003-04-24 2006-05-16 Applied Materials, Inc. Substrate support assembly
US20060243776A1 (en) * 2003-07-22 2006-11-02 Kaoru Tada Part for active silver brazing and active silver brazing product using the part
NO20035745D0 (no) * 2003-12-19 2003-12-19 Amersham Health As Prosess

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW397808B (en) * 1995-02-09 2000-07-11 Ngk Insulatdrs Ltd Joined ceramic structures and a process for the production thereof
TW548397B (en) * 1998-11-12 2003-08-21 Owens Corning Fiberglass Corp Tip-plate thermocouple
TW569643B (en) * 2001-07-09 2004-01-01 Ibiden Co Ltd Ceramic heater and ceramic joined article

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI736449B (zh) * 2020-10-19 2021-08-11 中國鋼鐵股份有限公司 熱電偶之修復與固定裝置及其使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE112007000835T5 (de) 2009-04-02
DE112007000835B4 (de) 2018-07-12
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US20070251938A1 (en) 2007-11-01
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KR101486253B1 (ko) 2015-01-26
WO2008054519A3 (en) 2008-07-24

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