專利名稱：加熱板以及加熱板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種尤其在真空容器(真空室)內(nèi)加熱使用的、內(nèi)置有套管加熱器的半導(dǎo)體或者液晶顯示器制造用加熱板及在其制造工序中用于干燥、預(yù)熱等的加熱板、以及其制造方法。除上述場合外，還可以作為例如PDP、FED、ELD的薄型顯示器(FPD)制造裝置的加熱板使用。而且，本發(fā)明還可以適用于PTP薄板制造用的加熱板等一般的加熱板。
背景技術(shù)：
以往，例如在半導(dǎo)體制造裝置和液晶顯示器制造裝置等各個領(lǐng)域中，使用在金屬基體中內(nèi)置有加熱器的加熱板。作為這種加熱板的加熱器，一般使用不銹鋼制的套管加熱器。而且，在加熱板的結(jié)構(gòu)中，有如下的類型將套管加熱器鑄入到鋁中的類型(鑄入型)、用鋁或不銹鋼板夾入套管加熱器并用螺栓連結(jié)的類型(螺栓連結(jié)型)、將夾入套管加熱器的板的外周部焊接的類型(焊接型)、以及、通過在真空中或者預(yù)定的氣體氣氛中加壓而將夾持套管加熱器的兩部件釬焊、錫焊及擴散接合(釬焊、擴散接合型)或者在夾入套管加熱器的板的接合面的全周形成環(huán)形槽和環(huán)形突出部并利用鍛壓擠壓接合的類型(鍛壓壓接型)等。
圖12表示內(nèi)置套管加熱器102的以往的鑄入型的加熱板101的概要結(jié)構(gòu)。套管加熱器102是將發(fā)熱體通入不銹鋼制保護管內(nèi)、并利用絕緣材料將兩者間電絕緣而成的部件。將該管狀的套管加熱器102彎曲加工成預(yù)定的圖形，鑄入到鋁基體中，并實施切削、表面研磨等加工，從而制造加熱板101。
另外，圖13表示以往的螺栓連結(jié)型加熱板103的概要結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，金屬基體被分割成上下兩部分，在形成于由鋁、不銹鋼等構(gòu)成的下側(cè)基體104的槽104a中設(shè)置與上述相同的套管加熱器102，并使上側(cè)基體105與其密接，在適當(dāng)位置將兩者連結(jié)起來，從而成為一個整體。
另外，圖14表示以往的焊接型加熱板106的概要結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，金屬基體也被分割成上下兩部分，在形成于由鋁、不銹鋼等構(gòu)成的下側(cè)基體107的槽107a中設(shè)置與上述相同的套管加熱器102，并使上側(cè)基體108與其密接，僅在其邊緣部109將兩者焊接，從而成為一個整體。
另外，圖15表示以往的釬焊、擴散接合型加熱板110的概要結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，金屬基體也被分割成上下兩部分，在由金屬構(gòu)成的下側(cè)基體107和上側(cè)基體108之間劃定的槽107a中設(shè)置與上述相同的套管加熱器102，并在使上側(cè)基體108和下側(cè)基體107之一或兩者塑性變形的狀態(tài)下，在其整個面上實施釬焊、錫焊和擴散接合中的任一種，從而接合成為一個整體。
此外，圖16表示以往的鍛壓壓接型加熱板111的概要結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，金屬基體也被分割成上下兩部分，在鋁部件112、113的接合面的全周形成四邊形或多邊形、或者圓形的環(huán)形槽和環(huán)形突出部，通過鍛壓擠壓而在連結(jié)部114密閉、金屬接合。
專利文獻1特開平11-285775專利文獻2特開2000-311932專利文獻3特開2000-243542隨著液晶電視機等的大型化，近年來，加熱板的迅速的大型化也得到發(fā)展，這幾年正在從第4代的730mm×920mm、第5代的1100mm×1300mm向第6代的1500mm×1800mm、第7代的2100mm×2400mm變化。隨著這種加熱板的大型化，尤其是加熱板的長壽命化和基于制造方法的簡化的成本降低已成為問題。
在上述現(xiàn)有技術(shù)中說明的加熱板的結(jié)構(gòu)中，鑄入型的加熱板，由于套管加熱器與鋁鑄件密接，所以加熱器的導(dǎo)熱性良好，但是因為套管加熱器的保護管所使用的不銹鋼、鎳鉻鐵耐熱耐蝕合金材料等金屬和作為金屬基體的鋁的熱膨脹系數(shù)不同，所以有在高溫時加熱器因其熱應(yīng)力而變形、由于反復(fù)使用而造成斷線，或者根據(jù)情況有時加熱器整體變形的問題。
另外，鋁基體的螺栓連結(jié)型加熱板，在槽中有間隙，該間隙成為絕熱層，并且各部分僅為物理接觸，所以有上下基體與套管之間或者基體之間的密接性低，導(dǎo)熱性差，根據(jù)情況有時會局部升溫而損傷加熱器的問題。這對于焊接型的加熱板也同樣。并且，焊接型的加熱板由焊接造成的變形大，在維持形狀方面也有問題。
釬焊、擴散接合型，由于在真空中或者氮氣等氣氛中進行相對向的部件的整個面的加壓接合，所以有無法接合大型的部件，并且需要釬料、焊錫等用于接合的第3接合用部件等問題。
并且，鍛壓型的加熱板中，隨著加熱板的大型化，在2片板材的外周部和加熱器附近加工嵌合用的凹部或者凸部并使其嵌合、利用鍛壓擠壓接合的特開2000-311932所公開的方法中，有由于在300～500℃間的高溫下長時間使用而產(chǎn)生蠕變變形，外周部和加熱器附近部分或加熱器內(nèi)側(cè)的板中心附近等由于熱應(yīng)力而產(chǎn)生變形，從而加熱板變得無法使用的問題。
由于伴隨加熱板的大型化而產(chǎn)生的、上述的加熱板的變形的問題和制造成本增加的問題，需要改善以往的鍛壓壓接方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題而提出的，其目的在于提供一種可以防止因加熱板的熱應(yīng)力而造成的變形，并且導(dǎo)熱性良好、耐久性高的加熱板及其制造方法。
用于實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第1方式，是一種加熱板，在設(shè)置于鋁或者鋁合金基部件的槽部中收容套管加熱器，并且將接合用鋁或者鋁合金部件嵌合在上述槽部中，并利用鍛壓壓接將上述接合用鋁或者鋁合金部件和上述鋁或者鋁合金基部件金屬接合。
本發(fā)明的第2方式，是一種加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件由整體部件構(gòu)成。
本發(fā)明的第3方式，是一種加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件在上述鋁或者鋁合金基部件的平面方向上由多個部件構(gòu)成。
本發(fā)明的第4方式，是一種加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件在上述鋁或者鋁合金基部件的垂直方向上由多個部件構(gòu)成。
本發(fā)明的第5方式，是一種加熱板，其特征在于，上述套管加熱器的配置的布置形狀相對于上述鋁或者鋁合金基部件的相互垂直的2個中心軸中的至少1個對稱、或者相對于中心點呈對稱。
本發(fā)明的第6方式，是一種加熱板，其特征在于，上述鋁或者鋁合金基部件為板材。
本發(fā)明的第7方式，是一種加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的截面積，比從形成于上述鋁或者鋁合金基部件的槽部的截面積減去上述套管加熱器的截面積后的有效截面積大。
本發(fā)明的第8方式，是一種加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的截面的形狀具有長方形，上述截面的寬度與上述槽部的寬度相同或者比其稍大。
本發(fā)明的第9方式，是一種加熱板，其特征在于，在上述接合用鋁或者鋁合金部件的至少一部分，具有在埋入方向上對向的兩個邊隨著朝向下方而其間隔變窄的預(yù)定的錐形。
本發(fā)明的第10方式，是一種加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的、上述部件高度相對于上述截面的錐形下部寬度或者部件最下部寬度的比為1以上5以下。
本發(fā)明的第11方式，是一種加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的上述錐形部的錐形角大于0°且為45°以下。
本發(fā)明的第12方式，是一種加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的截面形狀具有大致T字形，上述大致T字形的縱桿部分和橫桿部分均與上述鋁或者鋁合金基部件接合。
本發(fā)明的第13方式，是一種加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的截面形狀具有大致T字形，并將推壓加熱器的上述縱桿部分的一部分或者全部與包含上述橫桿部分在內(nèi)的其余部分分割成分離體。
本發(fā)明的第14方式，是一種加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的截面形狀具有大致T字形，在與上述大致T字形的上述縱桿部分所處的位置不同的其它位置的、上述橫桿部分下側(cè)的不存在套管加熱器的位置設(shè)置嵌合用凸部或者凹部，同時，在上述鋁或者鋁合金基部件的與上述接合用鋁或者鋁合金部件的嵌合用凸部或者凹部對向的位置，在上述鋁或者鋁合金基部件的槽部設(shè)置有與其相嵌合的凹部或者凸部。
本發(fā)明的第15方式，是一種加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的截面形狀具有大致T字形，并且為上述大致T字形的上述橫桿部分的底面隨著朝向中心而具有平緩的傾斜的Y字形。
本發(fā)明的第16方式，是一種加熱板，其特征在于，在第12方式的上述大致T字形的上述接合用鋁或者鋁合金部件中，上述縱桿部分的截面的高度相對于寬度的比為1以上4以下。
本發(fā)明的第17方式，是一種加熱板，其特征在于，在第13方式的上述大致T字形的上述接合用鋁或者鋁合金部件中，上述縱桿部分的截面的高度相對于寬度的比為1以上4以下。
本發(fā)明的第18方式，是一種加熱板，其特征在于，在第14方式的上述大致T字形的上述接合用鋁或者鋁合金部件中，上述縱桿部分以及嵌合用凸部或者凹部的各截面的高度相對于寬度的比為1以上4以下。
本發(fā)明的第19方式，是一種加熱板，其特征在于，在第15方式的上述大致Y字形的上述接合用鋁或者鋁合金部件中，上述縱桿部分的截面的高度相對于寬度的比為1以上4以下。
本發(fā)明的第20方式，是一種加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的與套管加熱器相接觸的面的形狀，包含與上述鋁或者鋁合金基部件的板面平行的平面、或者包含具有與上述套管加熱器的外周相同方向的曲率的曲面。
本發(fā)明的第21方式，是一種加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的與套管加熱器相接觸的面的部件寬度大于套管加熱器的寬度。
本發(fā)明的第22方式，是一種加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的鍛壓壓接前的截面積，比從形成于上述鋁或者鋁合金基部件的上述槽部的截面積減去上述套管加熱器的截面積后的有效截面積大，并且，在將上述接合用鋁或者鋁合金部件嵌合到上述鋁或者鋁合金基部件的上述槽部中時，在側(cè)面的至少一部分具有間隙。
本發(fā)明的第23方式，是一種加熱板，其特征在于，上述套管加熱器在設(shè)置于鋁或者鋁合金基部件的1個或者多個槽中配置有多根，或者在多個槽中各配置有1根。
本發(fā)明的第24方式，是一種加熱板，其特征在于，上述多根套管加熱器，在設(shè)置于鋁或者鋁合金基部件的1個或者多個各槽中并列配置有多根。
本發(fā)明的第25方式，是一種加熱板，其特征在于，上述多根套管加熱器，在設(shè)置于鋁或者鋁合金基部件的1個或者多個各槽中，在高度方向重疊配置有多根。
本發(fā)明的第26方式，是一種加熱板，其特征在于，上述套管加熱器為截面具有圓形或者拐角部由預(yù)定曲率的曲線構(gòu)成的大致長方形(也包含大致正方形)的形狀的管狀的加熱器，或者將窄條編織成管形狀而成的加熱器。
本發(fā)明的第27方式，是一種加熱板，其特征在于，收容上述套管加熱器的加熱板與套管加熱器的套管部的導(dǎo)熱性良好。
本發(fā)明的第28方式，是一種加熱板，其特征在于，收容上述套管加熱器的加熱板具有氣密性。
本發(fā)明的第29方式，是一種加熱板，其特征在于，收容上述套管加熱器的加熱板的套管加熱器還具有高的電絕緣性。
本發(fā)明的第30方式，是一種加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件以及上述鋁或者鋁合金基部件由JIS1050、1100、3003、3004、5005、5052、6063、6061、7003、7N01中的任意的合金構(gòu)成。
本發(fā)明的第31方式，是一種加熱板的制造方法，其特征在于，在上述鋁或者鋁合金基部件上加工上述槽部，在上述槽部中收容上述套管加熱器，并且在上述套管加熱器之上收容上述接合用鋁或者鋁合金部件，并利用鍛壓壓接將上述接合用鋁或者鋁合金部件和上述鋁或者鋁合金基部件金屬接合。
本發(fā)明的第32方式，是一種加熱板的制造方法，其特征在于，作為上述接合用鋁或者鋁合金部件，使用整體或者分割成多塊的部件，利用鍛壓壓接進行金屬接合。
本發(fā)明的第33方式，是一種加熱板的制造方法，其特征在于，作為上述接合用鋁或者鋁合金部件，使用在上述鋁或者鋁合金基部件的平面方向或者截面方向上分割成多塊的部件，利用鍛壓壓接進行金屬接合。
本發(fā)明的第34方式，是一種加熱板的制造方法，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的截面積，比從形成于上述鋁或者鋁合金基部件的槽部的截面積減去上述套管加熱器的截面積后的有效截面積大。
本發(fā)明的第35方式，是一種加熱板的制造方法，其特征在于，在將上述接合用鋁或者鋁合金部件分割成多塊的情況下，以預(yù)定的順序鍛壓壓接多個部件。
本發(fā)明的第36方式，是一種加熱板的制造方法，其特征在于，上述鋁或者鋁合金基部件使用板材，并利用鍛壓壓接進行金屬接合。
本發(fā)明的第37方式，是一種加熱板的制造方法，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件，使用上述截面的形狀為長方形且上述截面的寬度與上述槽部的寬度相同或者比其大的部件，并利用鍛壓壓接進行金屬接合。
本發(fā)明的第38方式，是一種加熱板的制造方法，其特征在于，作為上述接合用鋁或者鋁合金部件，使用具有錐形角大于0°且為45°以下的錐形部的部件，并利用鍛壓壓接進行金屬接合。
本發(fā)明的第39方式，是一種加熱板的制造方法，其特征在于，作為上述接合用鋁或者鋁合金部件，使用截面形狀為大致T字形或者Y字形的部件，并利用鍛壓壓接進行金屬接合。
本發(fā)明的第40方式，是一種加熱板的制造方法，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的截面形狀具有大致T字形，在與上述大致T字形的上述縱桿部分所處的位置不同的其它位置的、在上述橫桿部分下側(cè)的不存在套管加熱器的位置設(shè)置嵌合用凸部或者凹部，同時，在與上述接合用鋁或者鋁合金部件的嵌合用凸部或者凹部對向的位置，在上述鋁或者鋁合金基部件上設(shè)置與其相嵌合的凹部或者凸部，使上述接合用鋁或者鋁合金部件的上述縱桿部分以及上述嵌合用凸部或者凹部與上述鋁或者鋁合金基部件的具有上述凹部或者凸部的槽部嵌合，并利用鍛壓壓接進行金屬接合。
本發(fā)明的第41方式，是一種加熱板的制造方法，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件，使用與上述套管加熱器接觸的面的形狀包含與上述鋁或者鋁合金基部件的板面平行的平面、或者包含具有與套管加熱器的外周相同方向的曲率的曲面的部件，并利用鍛壓壓接進行金屬接合。
本發(fā)明的第42方式，是一種加熱板的制造方法，其特征在于，使用上述接合用鋁或者鋁合金部件的高度與從上述鋁或者鋁合金基部件的槽部的深度減去上述套管加熱器的高度后的上述槽部的有效深度相等或者比其大的部件，并利用鍛壓壓接進行金屬接合。
本發(fā)明的第43方式，是一種加熱板的制造方法，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的上述截面的高度相對于寬度的比為1以上4以下。
本發(fā)明的第44方式，是一種加熱板的制造方法，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的鍛壓壓接前的截面積，比從形成于上述鋁或者鋁合金基部件的上述槽部的截面積減去上述套管加熱器的截面積后的有效截面積大，并且，利用鍛壓壓接，對在嵌合于上述槽部中時在側(cè)面的至少一部分具有間隙的上述接合用鋁或者鋁合金部件和上述鋁或者鋁合金基部件進行金屬接合。
本發(fā)明的第45方式，是一種加熱板的制造方法，其特征在于，作為上述鋁或者鋁合金基部件以及上述接合用鋁或者鋁合金部件，使用由JIS1050、1100、3003、3004、5005、5052、6063、6061、7003、7N01中的任意的合金構(gòu)成的部件，利用鍛壓壓接進行金屬接合。
本發(fā)明的第46方式，是一種加熱板的制造方法，其特征在于，上述鋁或者鋁合金基部件與上述接合用鋁或者鋁合金部件的鍛壓壓接，在250℃～500℃的范圍進行。
本發(fā)明的第47方式，是一種使用第31方式所述的加熱板的制造方法的加熱板的變形防止方法。
本發(fā)明的第48方式，是一種使用第34方式所述的加熱板的制造方法進行鍛壓壓接的、提高對于加熱板的接合用鋁或者鋁合金部件與鋁或者鋁合金基部件的密接性的方法。
本發(fā)明的第49方式，是一種使用第48方式所述的提高對于加熱板的接合用鋁或者鋁合金部件、與鋁或者鋁合金基部件的密接性的方法的、加熱器壽命的提高方法。
本發(fā)明的第50方式，是一種加熱板，在設(shè)置于金屬或者合金基部件的槽部中收容套管加熱器，并且，在上述槽部中嵌合由與其同種類的金屬或者合金構(gòu)成的接合用金屬或者合金部件，利用鍛壓壓接將上述接合用金屬或者合金部件和上述金屬或者合金基部件金屬接合。
本發(fā)明的第51方式，是一種加熱板，其特征在于，上述金屬或者合金基部件與接合用金屬或者合金部件均為銅或者銅合金。
根據(jù)本發(fā)明，通過在鋁或者鋁合金基部件上形成的槽部中收容套管加熱器和接合用鋁或者鋁合金部件，并利用鍛壓壓接使接合用鋁或者鋁合金部件、和鋁或者鋁合金基部件金屬接合，從而可以得到能夠在鋁或者鋁合金基部件和套管加熱器之間維持高的密接性，并且能夠確保高的導(dǎo)熱性的效果。
另外，根據(jù)本發(fā)明，通過將利用鍛壓壓接進行的接合用鋁或者鋁合金部件、和鋁或者鋁合金基部件的金屬接合，在使用加熱板的加熱區(qū)域的溫度附近進行，能夠減輕在加熱板的使用溫度區(qū)域的、因鋁或者鋁合金基部件和內(nèi)部加熱器的套管材料的線膨脹差所引起的應(yīng)力，能夠避免套管加熱器的變形和破損、加熱板的變形等。同時，還能夠改善接合用鋁或者鋁合金部件、和鋁或者鋁合金基部件的密接性和導(dǎo)熱性。本發(fā)明的效果，即使對于鋁或者鋁合金以外的金屬，如果是可以鍛壓壓接且導(dǎo)熱性良好的金屬即可，也可以應(yīng)用銅或者銅合金等。因為銅或者銅合金的耐熱性高，所以與鋁或者鋁合金制的加熱板相比，在高溫下使用的情況下很理想。


圖1是本發(fā)明的實施方式的加熱板的剖視圖的代表例，圖1(a)表示接合用鋁或者鋁合金部件的截面形狀為長方形的加熱板，圖1(b)表示接合用鋁或者鋁合金部件的截面形狀形成為錐形的加熱板。
圖2是本發(fā)明的實施方式的加熱板的俯視圖。
圖3是圖2的A-A’剖視圖，表示接合用鋁或者鋁合金部件的截面形狀為長方形的情況。
圖4是圖2的A-A’剖視圖，表示接合用鋁或者鋁合金部件的截面形狀形成為錐形的情況。
圖5是本發(fā)明的另一實施方式的加熱板的俯視圖。
圖6是圓形狀的加熱板的俯視圖，圖6(a)是相對于中心軸對稱的例子，圖6(b)是相對于中心點對稱的例子。
圖7是本發(fā)明的接合用鋁或者鋁合金的部件的剖視圖，圖7(a)表示整體形成為錐形的截面形狀，圖7(b)表示局部形成為錐形的截面形狀，圖7(c)表示形成為具有2種角度的傾斜度的錐形的截面形狀。
圖8表示本發(fā)明的截面形狀為大致T字形的接合用鋁或者鋁合金部件的一實施例，圖8(a)表示整體型的T字形的截面形狀，圖8(b)表示分割為多塊的T字形的截面形狀，圖8(c)表示整體型的其它T字形的截面形狀，圖8(d)表示分割為多塊的其它T字形的截面形狀，圖8(e)表示橫桿部分形成為錐形的T字形的截面形狀。
圖9表示本發(fā)明的接合用鋁或者鋁合金部件的截面形狀為Y字形的一圖10是表示本發(fā)明的與套管加熱器直接接觸的面的形狀具有和加熱器相同方向的曲率的接合用鋁或者鋁合金部件的以長方形為基本形狀的截面形狀的圖。
圖11表示本發(fā)明的與套管加熱器直接接觸的面的形狀具有和加熱器相同方向的曲率的接合用鋁或者鋁合金部件的形成錐形的截面形狀的圖。
圖12是表示內(nèi)置套管加熱器的以往的鑄入型的加熱板的概要結(jié)構(gòu)的圖。
圖13是表示螺栓連結(jié)型加熱板的概要結(jié)構(gòu)的圖。
圖14是表示以往的焊接型加熱板的概要結(jié)構(gòu)的圖。
圖15是表示釬焊、擴散接合型加熱板的概要結(jié)構(gòu)的圖。
圖16是表示鍛壓壓接型加熱板的概要結(jié)構(gòu)的圖。
圖17是表示在內(nèi)部設(shè)有套管加熱器的化學(xué)氣相沉積(CVD)處理裝置的概要結(jié)構(gòu)的圖。
圖中1、101、103、106、110、111、121-加熱板，2-鋁或者鋁合金基部件，3、102、123-套管加熱器，4-接合用鋁或者鋁合金部件，5-槽部，6、7、51、52-中心軸，11、12、13、14、15、16、17、18、19、20-接合用鋁或者鋁合金部件的邊，31-T字形的縱桿部分，32-T字形的橫桿部分，34-在橫桿的正下方不存在加熱器的位置的縱桿部，33、35-分割位置，36、37-Y字形的橫桿部分的下邊，38-與套管加熱器的接觸面，53-中心，104、107-下側(cè)基體，104a、107a-槽，105、108-上側(cè)基體，109-邊緣部，112、113-鋁部件，114-連結(jié)部，122-真空室，124-支撐部件，125-基板，126-氣體供給部，127-供給口。
具體實施例方式
本發(fā)明的在內(nèi)部設(shè)有套管加熱器的加熱板，是使套管加熱器與金屬部件密接的結(jié)構(gòu)，套管加熱器發(fā)出的熱量向加熱板傳遞。而且，以將加熱板加熱成均勻的溫度的方式將套管加熱器設(shè)置在加熱板的內(nèi)部。例如以各種形狀配置套管加熱器，將加熱板加熱成均勻的溫度。而且，套管加熱器為在不銹鋼(例如SUS304)、鎳合金(例如因科羅伊耐熱耐蝕鎳鉻鐵合金)、鈦的套管材料(管)中封入有電熱絲和絕緣材料的結(jié)構(gòu)。這里，槽和加熱器的根數(shù)如后面所述，可以根據(jù)需要適當(dāng)選擇。
利用本發(fā)明而制造的在內(nèi)部設(shè)有套管加熱器的加熱板，在半導(dǎo)體或液晶的制造裝置的真空容器(真空室)內(nèi)作為加熱板而使用。圖17中，表示在內(nèi)部設(shè)有套管加熱器的加熱板的使用例。圖17為化學(xué)氣相沉積(CVD)處理裝置，通過支撐部件124，在真空室122內(nèi)設(shè)置具有套管加熱器123的加熱板121。在加熱板121上放置基板125。另外在真空室122內(nèi)，設(shè)置有用于CVD處理的氣體供給部126，從供給口127供給氣體，利用化學(xué)氣相沉積在基板125上成膜。
以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行說明。
圖1是本實施方式的加熱板的剖視圖的代表例。圖1中，加熱板1具有在鋁或者鋁合金基部件2內(nèi)收容著作為內(nèi)部零件的套管加熱器3，其上用接合用鋁或者鋁合金部件4密封的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的接合用鋁或者鋁合金部件4，其截面形狀形成為圖1(a)所示的長方形，或者圖1(b)所示的、具有對向的兩個邊的至少一部分朝向埋入方向而間隔變窄的錐形的形狀。圖2表示加熱板1的俯視圖，圖3和圖4表示圖2的A-A’剖視圖。圖3和圖4是分別與圖1(a)和圖1(b)的加熱板1對應(yīng)的剖視圖。
除上述之外，雖然省略了圖示，但接合用鋁或者鋁合金部件的截面形狀也可以為大致T字形或者大致Y字形。
在鋁或者鋁合金基部件2上，設(shè)置有收容套管加熱器3、和接合用鋁或者鋁合金部件4的槽部5。鋁或者鋁合金基部件2可以為具有厚度厚的部件，從實用性出發(fā)優(yōu)選為板材。
在槽部5中收容套管加熱器3后，收容接合用鋁或者鋁合金部件4，鍛壓壓接鋁或者鋁合金基部件2、和接合用鋁或者鋁合金部件4。
圖2表示接合用鋁或者鋁合金部件4由整體部件構(gòu)成的實施例。與之相對，圖5表示接合用鋁或者鋁合金部件從鋁或者鋁合金基部件2的平面方向看由多個部件構(gòu)成的一實施例。同樣地，如后面所述的圖8(b)、(d)所示，接合用鋁或者鋁合金部件4也可以從鋁或者鋁合金基部件2的截面方向看由多個部件構(gòu)成。因此，在必要的情況下，也可以不將接合用鋁或者鋁合金部件4整體構(gòu)成，而如圖5或者圖8(b)、(d)所示，分割成多塊再鍛壓壓接。
本發(fā)明的加熱板，其加熱板的形狀可以為圖2所示的矩形形狀，也可以為如圖6所示的圓形形狀，而加熱板的布置形狀優(yōu)選相對于相互垂直的2個中心軸中的至少1個對稱，或者相對于中心點對稱。即，在圖2中相對于中心軸6對稱，在圖6(a)中優(yōu)選相對于中心軸51對稱。而且，在圖6(b)中優(yōu)選相對于中心53點對稱。本發(fā)明的接合用部件，由長方形、大致T字形、大致Y字形、錐形等構(gòu)成，具有在鋁或者鋁合金基部件將接合用部件對位時、容易對位的特征。在長方形截面的情況下，如果將接合用鋁或者鋁合金部件與加熱器的接觸面的端部稍微做一點倒角，則變得容易對位。
雖然沒有特別圖示，但是也可以以與圖2、圖6(a)、圖6(b)的布置相同的布置，在鋁或者鋁合金基部件的槽中并列地排列2根加熱器，或者也可以在槽的深度方向上重疊排列2根以上。這樣，能夠?qū)⒍喔訜崞魇杖菰谏鲜龌考闹辽?個以上的槽中，從而構(gòu)成加熱板。
或者，也能夠在多個槽中各配置1根加熱器而構(gòu)成加熱板。配置套管加熱器的槽，只要設(shè)計成充分地將加熱板加熱到預(yù)定溫度且可以得到大致均勻的溫度即可，槽和加熱器的根數(shù)均可以為1個或者多個，可以適當(dāng)選擇。
下面，對接合用鋁或者鋁合金部件4的形狀進行詳細(xì)說明。
根據(jù)圖3對接合用鋁或者鋁合金部件的截面形狀為長方形的情況進行詳細(xì)說明。圖3表示在設(shè)于接合用鋁或者鋁合金基部件的槽中收容套管加熱器，將接合用鋁或者鋁合金部件嵌合在上述槽部中，并利用鍛壓壓接將上述接合用部件和上述基部件接合而成的結(jié)果。如圖所示，通過鍛壓壓接，接合用鋁或者鋁合金部件4、鋁或者鋁合金基部件2的槽部5、套管加熱器3相互密接。
如圖3(b)所示，具有如下的特征，即接合用鋁或者鋁合金部件4的截面的寬度w1、與設(shè)置于鋁或者鋁合金基部件2的槽部5的寬度w2相同或比其大。而且，圖3(b)所示的高度h和寬度w1的比率，考慮到接合用部件的壓曲變形等，希望為1以上、4以下的程度?？紤]到鍛壓壓接時受到的來自基部件槽部的側(cè)面的阻力等，特別希望為1以上、3以下。并且，雖然為1以下時也可以接合，但是考慮到鍛壓壓接部在加熱板使用中的熱變形和接合部強度等，為1以上比較理想，所以在此將下限值設(shè)為1以上。在此，關(guān)于接合用部件的形狀，將接合用部件的前端附近的部件寬度比槽寬度窄地加工的、將2個長方形重疊而成的形狀，和稍稍修整而成的形狀都包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。而且，與從上述基部件的槽部體積減去套管加熱器的體積后的有效體積相比，需要使上述接合用部件的體積大。上述接合用部件的長度，需要與要確保完全填埋槽部所需的體積的必要的長度同等，或者稍長。
其理由是通過使接合用鋁或者鋁合金部件4的截面的寬度w1和設(shè)置于鋁或者鋁合金基部件2的槽部5的寬度w2相同或比其稍大，上述接合用部件4一邊擴展槽部一邊塑性變形，所以能夠利用上述接合用部件和上述基部件間的鍛壓壓接而實現(xiàn)金屬接合。具體而言，在使用φ10的套管加熱器的情況下，基部件的槽寬度為11mm，上述接合用部件使用部件寬度12mm左右的部件即可。也就是說，在上述接合用部件與上述基部件嵌合時，使用比基部件的槽寬度稍大的接合用部件，使之一邊從槽壁受到壓縮應(yīng)力一邊塑性變形即可。插入基部件槽部的接合用部件相對于槽寬度的尺寸的差允許為可插入的范圍的最大的值，但是考慮作為允許范圍，可比槽寬度大幾mm左右。圖3(b)所示的高度h1和寬度w1的比率希望為1以上、4以下，尤其希望為1以上、3以下。
而且，與從上述基部件的槽部體積減去套管加熱器的體積所得的剩余的有效體積相比，增大上述接合用部件的體積，并且使上述接合用部件的長度與要確保完全填埋槽部所需的體積的必要的長度同等，或者稍長。其理由是如果不這樣，則無法在使上述接合用部件充分充滿槽中的同時，使之與上述基部件完全金屬接合。
在圖3所示的接合用鋁或者鋁合金部件4的截面形狀為長方形的情況下，與套管加熱器3直接接觸的面的形狀優(yōu)選具有平行于鋁或者鋁合金基部件2的板面的平面，或具有與套管加熱器3的外周相同方向的曲率。圖10(a)表示與套管加熱器3直接接觸的面具有與套管加熱器3的外周相同方向的曲率的接合用鋁或者鋁合金部件4的例子。通過使與套管加熱器3直接接觸的面31為這種形狀，能夠無間隙地進行鋁或者鋁合金基部件2和接合用鋁或者鋁合金部件4、與套管加熱器3的接合，能夠得到高的氣密性和良好的導(dǎo)熱性。進而，通過提高套管部的穩(wěn)固性，可以保護內(nèi)部的絕緣材料，維持高的電絕緣性。
圖10(b)表示雖然接合用鋁或者鋁合金部件4與套管加熱器接觸的面的截面形狀具有與套管加熱器相同方向的曲率、但是接合用鋁或者鋁合金部件4的部件寬度比套管加熱器寬度X大的情況。這樣，通過增大接合用部件寬度，可以確保向加熱器截面的外周側(cè)部的材料流入，改善套管加熱器與接合用部件的密接性。
圖10(c)表示接合用部件寬度平行于基部件的板面的情況，這樣使接合用部件寬度大于套管加熱器寬度X，則在接合用部件的最下部與基部件的板面平行的情況下，和與套管加熱器接觸的面具有與套管加熱器相同方向的曲率的情況相比，在向加熱器截面的外周側(cè)部的材料流入這一點上，尤為有效。這里，在增大了接合用部件寬度的情況下，當(dāng)然基部件寬度也對應(yīng)于接合用部件的擴大量而增大。
下面，對接合用鋁或者鋁合金部件4的截面形狀為長方形之外的情況進行詳細(xì)說明。
圖7表示本發(fā)明的接合用鋁或者鋁合金部件4的截面形狀的一實施例。在圖7中，接合用鋁或者鋁合金部件4對向的2個邊的至少一部分形成為具有朝向埋入方向而間隔變窄的錐形的形狀。在圖7(a)中，形成為對向的2個邊11、12均相對于垂線具有角度α的傾斜度的錐形。而圖7(b)和(c)中，表示截面形狀的傾斜度為2級的錐形的例子。在圖7(b)中，邊13、15為垂直的平行的形狀，邊14、16形成為均相對于垂線具有角度α的傾斜度的錐形。并且，在圖7(c)中，形成為邊17、19均相對于垂線具有角度α的傾斜度，邊18、20均相對于垂線具有另一角度β的傾斜度的錐形。
雖然沒有圖示，但是可以使接合用鋁或者鋁合金部件4的與套管加熱器接觸的面的部件寬度大于套管加熱器寬度。這樣，通過增大接合用部件寬度，可以確保向加熱器截面的外周側(cè)部的材料流入，改善套管加熱器與接合用部件的密接性。這里，在增大了接合用部件寬度的情況下，當(dāng)然基部件寬度也對應(yīng)于接合用部件的擴大量而增大。
在圖7(b)、圖7(c)的情況下，使與套管加熱器接觸的面的部件寬度大于套管加熱器寬度，也可以確保向加熱器截面的外周側(cè)部的材料流入，改善套管加熱器與接合用部件的密接性，很有效。在本發(fā)明的上述以外的情況下，使接合用鋁或者鋁合金部件4的與套管加熱器接觸的面的部件寬度大于套管加熱器寬度，也對于改善向加熱器截面的外周側(cè)部的材料流入性具有很好的效果。
圖7所示的接合用鋁或者鋁合金部件的錐形部的錐形角α和β，優(yōu)選大于0°且為45°以下，且特別優(yōu)選錐形角為1°以上30°以下。其理由是錐形部角度變大，則鍛壓壓接時錐形部件從基部件槽壁部受到的靜壓應(yīng)力減少，接合性降低，有時無法得到良好的金屬接合狀態(tài)，并且會不必要地增加接合用鋁或者鋁合金部件的尺寸。這里，局部具有錐形形狀的接合用部件，由錐形上部的尺寸W1、錐形下部的尺寸W2、和錐形角度定義。部件的整體高度表示為h1。而且，該錐形部也可以不形成為直線，而為平緩的曲線。這種情況下，無法確定錐形的角度，但是可以用直線連結(jié)錐形開始點和結(jié)束點、并應(yīng)用簡便的角度。接合用部件的錐形部由曲線連結(jié)的情況，也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
通過使本發(fā)明的接合用鋁或者鋁合金部件4的截面形狀形成為圖7所示的實施例那樣的錐形形狀，能夠?qū)⒔雍嫌娩X或者鋁合金部件4可靠地插入到套管加熱器3并鍛壓壓接。
在本發(fā)明的接合用鋁或者鋁合金部件4的截面形狀為圖7所示的那樣的錐形形狀的情況下，為了將其可靠地鍛壓壓接在鋁或者鋁合金基部件2上，優(yōu)選使接合用鋁或者鋁合金部件4的截面積，比從形成于鋁或者鋁合金基部件2的槽部5的截面積減去套管加熱器3的截面積而得到的有效截面積大。其理由是如果不這樣，則無法使上述接合用部件充分充滿槽，不能充分地進行金屬接合。這是因為會在套管加熱器和接合用部件之間形成間隙，加熱器的導(dǎo)熱性降低。
在圖7中，接合用鋁或者鋁合金部件4的高度h1與錐形下部寬度W3或者最下部寬度W2的關(guān)系，由于可以通過調(diào)整錐形角度而提高壓曲阻力，故可以不加以特別限制，但是考慮到加熱板的整體厚度與加熱器直徑的關(guān)系和錐形角度接近0°時等的壓曲阻力，優(yōu)選為1以上5以下，并且，考慮到鍛壓壓接時從錐形側(cè)部受到的阻力，優(yōu)選為1以上3以下。此外，雖然為1以下時也能夠接合，但是考慮到鍛壓壓接部在加熱板使用中的熱變形和接合部強度等，優(yōu)選為1以上，所以這里將下限值設(shè)為1以上。例如，在套管加熱器的直徑為φ10的情況下，圖7(a)的上部寬度W1、下部寬度W2、和高度h為15mm、10mm、30mm即可。另外，通過這樣使用錐形形狀的接合用部件，由于一邊被錐面引導(dǎo)一邊嵌合，所以套管加熱器與接合用部件4的密接性提高，材料可以充分充滿設(shè)置于基部件2的槽，從而得到牢固的金屬接合。
下面，對接合用鋁或者鋁合金部件4的截面形狀為大致T字形或者Y字形的情況進行說明。
圖8表示截面形狀為大致T字形的接合用鋁或者鋁合金部件4的一實施例。在圖8(a)中，使用T字形的接合用鋁或者鋁合金部件4的縱桿部分31和橫桿部分32，與鋁或者鋁合金基部件2接合。即，除推壓套管加熱器3的T字形的縱桿部分31之外，使T字橫桿部分32也和鋁或者鋁合金基部件2接合。這種情況下，在鋁或者鋁合金基部件2上，在與T字形的接合用鋁或者鋁合金部件4對向的位置設(shè)置嵌合用凹部。
圖8(b)中，推壓套管加熱器3的T字形的縱桿部分31和橫桿部分32在位置33處分割而成為分離體，是分割并接合的結(jié)構(gòu)。在圖8(b)中，雖然將縱桿部分31的整體作為分離體而分割，但是也可以僅縱桿部分31的一部分為分離體。縱桿部分31的寬度和長度的比率，不管縱桿部分是整體還是分離體，即使為1以下也可以接合，但是考慮到鍛壓壓接部在加熱板使用過程中的熱變形和接合部強度，優(yōu)選為1以上，若考慮到凸部的壓曲強度，則優(yōu)選為4以下?？紤]到鍛接時接合用部件從基部件側(cè)面受到的阻力，則為1以上3以下尤為理想。因此，在套管加熱器的直徑為φ10的情況下，縱桿部分的尺寸如圖8(b)所示，寬度w和高度h為10mm、30mm即可。
在圖8(c)中，接合用鋁或者鋁合金部件4，除圖8(a)的T字形的縱桿部分31和橫桿部分32之外，在其正下方不存在套管加熱器的位置也設(shè)置有縱桿部分34。在這種情況下，在鋁或者鋁合金基部件2上的對向的位置設(shè)置有凹部或者凸部，以與接合用鋁或者鋁合金部件4相嵌合。此外，雖然圖8(c)的34為向下方伸出的凸部，但是也可以將34設(shè)成凹部，而在鋁或者鋁合金基部件2的對向位置上設(shè)置凸部。作為凸部設(shè)置的縱桿部分34的體積，優(yōu)選比與其嵌合的設(shè)置在鋁或者鋁合金基部件2上的凹部大。而且，關(guān)于嵌合用凹部的寬度和接合用部件凸部的寬度，凹部寬度比凸部寬度大，凸部的寬度和凸部長度的比率，與圖8(b)的情況相同，優(yōu)選為1以上4以下，尤其優(yōu)選為1以上3以下。通過形成這樣的突起，能夠使接合用鋁或者鋁合金部件4和鋁或者鋁合金基部件2的接合更加牢固。
并且，圖8(d)雖然為與圖8(c)相同的截面形狀，但是與圖8(b)的情況相同，推壓套管加熱器3的T字形的縱桿部分31和其它部分在位置35處分割而成為分離體，為分割并接合的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，也可以僅縱桿部分31的一部分為分離體。此外，圖8(d)中縱桿部分34的位置與圖8(c)不同，但是可以根據(jù)需要調(diào)整縱桿部分34的位置。這里，如圖8(e)所示，接合用鋁或者鋁合金部件的橫桿部分的長度和形成于鋁或者鋁合金基部件上的槽的橫桿部分所嵌合的槽部的尺寸，希望上述接合用部件的橫桿部分的寬度A1比槽部的寬度A2大，或者具有橫桿部分端部上面寬度A1a比橫桿部分端部下面寬度A1b大的在厚度方向具有錐形的形狀、且比與其嵌合的基部件的槽寬度大。而且，雖然T字橫桿部的寬度A和高度B的比率不加以特別限制，但是如果寬度不必要的長，則會造成材料的浪費，所以最大為加熱器的收容部寬度的5～6倍左右即足夠。關(guān)于其厚度，為了固定接合用部件而能夠得到充分的強度即可，因此需要5mm～20mm左右。如果設(shè)套管加熱器直徑為φ10，則橫桿部寬度A為50～60mm，高度B為5～20mm。當(dāng)然，也能夠?qū)挾仍O(shè)為30～40mm。
下面，圖9表示接合用鋁或者鋁合金部件4的截面形狀為Y字形的一實施例。圖8所示的T字形中，橫桿部分32的形狀為長方形，而在圖9所示的Y字形中，橫桿的下邊36、37形成朝向中心平緩向下的傾斜。T字或者Y字的橫桿部分的截面積和縱桿部分的截面積，在將形成于基部件的槽的與其相嵌合的部分視為獨立部分的情況下，均需要比槽橫桿部分的截面積和插入縱桿的部分的除去加熱器部之外的槽截面積大。其理由是為了使T字或者Y字形狀的接合用部件與基部件的接合充分，需要使橫桿部、縱桿部均與基部件充分地金屬接合。
本發(fā)明的接合用鋁或者鋁合金部件4的截面形狀為大致T字形或者Y字形的情況下，優(yōu)選接合用鋁或者鋁合金部件4的截面積比從形成于鋁或者鋁合金基部件2上的槽部5的截面積除去套管加熱器3的截面積后的有效截面積大。
而且，優(yōu)選通過使接合用鋁或者鋁合金部件4的寬度比鋁或者鋁合金基部件2的槽部5的寬度相比，至少一部分較窄，從而在使接合用鋁或者鋁合金部件4嵌合在鋁或者鋁合金基部件2的槽部5中時，在槽部5的側(cè)面的至少一部分具有間隙。由此，能夠?qū)⒔雍嫌娩X或者鋁合金部件4插入槽的深處，所以能夠使套管加熱器和接合用部件密接。
并且，在本發(fā)明的接合用鋁或者鋁合金部件4的截面修正為大致T字形或者Y字形的情況下，也優(yōu)選縱桿部分31、34的高度和寬度的比率均為1以上4以下。另外，縱桿部分的寬度和與之相嵌合的基部件的槽寬度相比較，基部件的槽寬度大，并且縱桿的截面積需要比從收容縱桿部分的積部件的槽部截面積除去加熱器的截面積后的部分的截面積大。由此，通過在基部件的槽所形成的空間內(nèi)鍛壓擠壓接合用部件，可以實現(xiàn)基部件的與縱桿部分接觸的槽部和接合用部件的縱桿部的金屬接合。
以上所說明的具有各種形狀的接合用鋁或者鋁合金部件4的與套管加熱器3直接接觸的面的形狀，優(yōu)選具有與鋁或者鋁合金基部件2的板面平行的面，或者為具有與套管加熱器3的外周相同方向的曲率的曲面。圖11表示與套管加熱器3直接接觸的面具有與套管加熱器3的外周相同方向的曲率的接合用鋁或者鋁合金部件4的例子。通過使與套管加熱器3直接接觸的面38形成為這種形狀，能夠沒有間隙地進行鋁或者鋁合金基部件2及接合用鋁或者鋁合金部件4、與套管加熱器3的接合，從而得到高的氣密性和良好的導(dǎo)熱性。進而，通過提高套管部的穩(wěn)固性，可以保護內(nèi)部的絕緣材料，維持高的電絕緣性。
在本發(fā)明的加熱板的鋁或者鋁合金基部件2及接合用鋁或者鋁合金部件4中，可以使用JIS1050、1100、3003、3004、5005、5052、6063、6061、7003、7N01中的任意的合金。
作為本發(fā)明的加熱板的另一實施例，可以形成為套管加熱器3的截面形狀為由圓形、或者拐角部由預(yù)定曲率的曲線形成的大致長方形(包括大致正方形)構(gòu)成的管狀，或者將窄條編織成管形狀而成的形狀。
下面對加熱板的制造方法進行說明。
本發(fā)明的加熱板1，在鋁或者鋁合金基部件2上預(yù)先設(shè)置用于插入作為內(nèi)部零件的套管加熱器3和接合用鋁或者鋁合金部件4的槽部5，在槽部5中收容套管加熱器3后，從其上面插入填埋槽部5的空間的接合用鋁或者鋁合金部件4。進而通過鍛壓壓接，使接合用鋁或者鋁合金部件4、和鋁或者鋁合金基部件2金屬接合，從而制造加熱板。這里，鋁或者鋁合金基部件可以為鋁合金板材。
在本發(fā)明的加熱板的制造方法中，在接合用鋁或者鋁合金部件4的截面形狀為長方形的情況下，優(yōu)選接合用鋁或者鋁合金部件4的截面寬度w1與設(shè)置在鋁或者鋁合金基部件2上的槽部5的寬度w2相同、或比其大。由此，鋁或者鋁合金基部件2的槽部5的側(cè)面、和接合用鋁或者鋁合金部件4的側(cè)面之間能夠沒有間隙地鍛壓壓接。
在本發(fā)明的加熱板的制造方法中，優(yōu)選圖3所示的接合用鋁或者鋁合金部件4的高度h1，比從鋁或者鋁合金基部件2的槽部5的深度h2減去套管加熱器的寬度的大小后的值大，從而能夠通過鍛壓壓接進一步提高接合用鋁或者鋁合金部件4的底面和套管加熱器之間的氣密性。
而且，在本發(fā)明的加熱板1的制造方法中，優(yōu)選本發(fā)明的接合用鋁或者鋁合金部件4的高度h和寬度w1的比率為1以上4以下，特別優(yōu)選為1以上3以下。
在本發(fā)明的加熱板1的制造方法中，優(yōu)選接合用鋁或者鋁合金部件4與套管加熱器3接觸的面具有與鋁或者鋁合金基部件2的板面平行的平面，或者具有與套管加熱器3的外周相同方向的曲率。
下面對接合用鋁或者鋁合金部件4的截面形狀為長方形之外的情況下本發(fā)明的加熱板的制造方法進行說明。在填埋槽部5的接合用鋁或者鋁合金部件4如圖5所示，在鋁或者鋁合金基部件2的平面方向上被分割成多個部件的情況下，可以同時鍛壓被分割的上述部件，也可以以預(yù)定的順序依次鍛壓。在依次鍛壓被分割的上述部件的情況下，可以減少一次鍛壓的部位的范圍，所以能夠使用更小的沖壓機進行鍛壓。而且，如圖8(b)、(d)所示，在截面方向上分割成多個部件的情況下，可以依次鍛壓壓接上述多個部件，也可以組合鍛壓壓接。
這時，多個接合用鋁或者鋁合金部件，作為加熱器設(shè)置方向的長度，其部件上面比部件下面長，接合用部件的端面形成錐形形狀，并且通過使接合用部件上面的長度比基部件的加熱器埋設(shè)用槽的長度長，多個部件一邊相互作用壓力而塑性變形，一邊被鍛壓壓接，所以能夠充分確保多個部件的邊界的鍛壓壓接時的接合性。接合用部件和基部件的接合，僅通過鍛壓壓接進行則可以實現(xiàn)執(zhí)行工序的簡化，因而較為理想，但是通過將多個接合用部件的邊界利用電子束焊接或釬焊等來接合，也能夠使用多個接合用部件的長度比基部件的槽長度短的構(gòu)成。
在本發(fā)明的加熱板的制造方法中，接合用鋁或者鋁合金部件4具有角度大于0°且45°以下的錐形部，通過將上述錐形部插入設(shè)置在鋁或者鋁合金基部件2的槽部5中并鍛壓壓接，從而實現(xiàn)金屬接合。
在本發(fā)明的加熱板1的其它制造方法中，接合用鋁或者鋁合金部件4的截面具有大致T字形或者大致Y字形的形狀，在一方的鋁或者鋁合金基部件2的對向的位置設(shè)置有凹部或者凸部，以與大致T字形或者大致Y字形的接合用鋁或者鋁合金部件4相嵌合。大致T字形或者大致Y字形的接合用鋁或者鋁合金部件4嵌合在鋁或者鋁合金基部件2的上述凹部或者凸部中并鍛壓壓接，從而使之金屬接合。這里，接合用鋁或者鋁合金部件4也可以在推壓套管加熱器3的縱桿部分31之外的位置設(shè)置凸部或者凹部。
在本發(fā)明的加熱板1的制造方法中，優(yōu)選接合用鋁或者鋁合金部件4的與套管加熱器3接觸的面，具有與鋁或者鋁合金基部件2的板面平行的平面，或者具有與套管加熱器3的外周相同方向的曲率。
在本發(fā)明的加熱板1的制造方法中，優(yōu)選接合用鋁或者鋁合金部件4的實際截面積比從鋁或者鋁合金基部件2的槽部5的截面積去除套管加熱器3的截面積后的有效截面積大，從而能夠通過鍛壓壓接進一步提高鋁或者鋁合金基部件2和套管加熱器3的密接性。另外，優(yōu)選在使接合用鋁或者鋁合金部件4和鋁或者鋁合金基部件2相嵌合時，槽部5的側(cè)面和接合用鋁或者鋁合金部件4的側(cè)面的接觸面的至少一部分具有間隙。由此，接合用鋁或者鋁合金部件4可以通過鍛壓壓接而可靠地插入達(dá)成與套管加熱器3相接觸，能夠進一步提高鋁或者鋁合金基部件2和套管加熱器3的密接性。
在本發(fā)明的加熱板的制造方法中，希望作為前處理而清洗表面。在例如鋁或者鋁合金部件的情況下，優(yōu)選將以下的工序適當(dāng)組合而清洗表面，即，(1)用硝酸除去表面油脂，(2)水洗，(3)堿性處理(利用堿溶液腐蝕)，(4)水洗，(5)用硝酸清洗，(6)水洗，(7)溫水清洗等。其理由是通過清洗鍛壓壓接前的表面，可以提高接合性。
另外，作為鍛壓壓接鋁或者鋁合金基部件2、和接合用鋁或者鋁合金部件4后的精整，希望進行切削、研磨、鋁陽極化處理、噴丸處理。這里，因為在鍛接后進行切削加工，所以在比基部件槽部的有效體積過量地鍛壓壓接接合用部件時，因強行壓入而產(chǎn)生的鍛壓壓接后的加熱板推壓面的壓接部附近的變形，可以通過切削、研磨加工而除去。
壓接鋁或者鋁合金基部件2、和接合用鋁或者鋁合金部件4時的鍛壓溫度，雖然在250℃～500℃的溫度范圍即可實現(xiàn)金屬接合，但是優(yōu)選300℃～450℃的范圍較為恰當(dāng)，進而350℃～420℃尤為適宜。鍛壓壓接的優(yōu)點是，與焊接方法相比，在接合用部件為整體的情況下，能夠以非常短的時間接合。
鍛壓后自然冷卻而成為常溫后，會由于鋁或者鋁合金基部件和不銹鋼的套管加熱器之間的收縮差而產(chǎn)生應(yīng)力，但是在常溫下鋁或者鋁合金基部件的屈服強度大，所以加熱板不會變形。而且由于套管加熱器的不銹鋼的強度也高，所以也不會引起套管加熱器的變形和破損。在400℃附近鍛壓后的加熱板被加熱到作為使用溫度范圍的400℃附近，這是為了回復(fù)到被鍛壓時的狀態(tài)，從而鋁部件和不銹鋼的套管材料之間的應(yīng)力變得極小，可以消除產(chǎn)生加熱板的變形、套管材料的變形或破損的可能性。
在本發(fā)明的加熱板1的制造方法中，基部件2和接合用部件4所使用的鋁或者鋁合金，可以選擇JIS1050、1100、3003、3004、5005、5052、6063、6061、7003、7N01中的任意的合金。鋁或者鋁合金基部件2的材質(zhì)和制造方法并沒有特別限定，但是考慮到耐泄漏性，希望采用內(nèi)部缺陷少的軋制板、鍛造件作為原材料。而且，從對于清洗氣體的耐腐蝕性的觀點出發(fā)，最希望鋁的材質(zhì)為純度99.5％以上的JIS1050。隨著加熱板的大型化，從防止蠕變變形的角度出發(fā)，有使用1100、6061等更高強度的合金的傾向，但是也能夠使用上述的任意的鋁或者鋁合金。此外，鎂含量少的5005、5052等Al-Mg合金也能夠在滿足壓接性、能夠確保金屬接合的組成范圍內(nèi)使用。
在鋁或者鋁合金的基部件2和接合用部件4為同種材料的情況下，由于鍛壓壓接時的變形，部件之間壓接而容易實現(xiàn)物理性的金屬接合。另外，即使在鋁或者鋁合金的基部件2和接合用部件4為不同種類的材料，也可通過鍛壓壓接時的兩部件的塑性變形，部件之間壓接而實現(xiàn)物理性的金屬接合，例如，即使為JIS1000系的鋁材和JIS3000系的鋁材的不同的材料之間，也可以利用鍛壓壓接實現(xiàn)物理性的金屬接合。
根據(jù)上述的本發(fā)明的加熱板的制造方法，能夠提高鋁或者鋁合金的基部件2和套管加熱器3的密接性，所以能夠大幅度提高從套管加熱器3向鋁或者鋁合金的基部件2的導(dǎo)熱性，因而能夠提高套管加熱器3的壽命。而且，在本發(fā)明的加熱板1的制造方法中，在作為使用溫度區(qū)域的400℃附近進行鍛壓，所以使用時的鋁部件和不銹鋼的套管材料之間的應(yīng)力變得極小，能夠不在加熱板上產(chǎn)生變形等而長期使用。
在本發(fā)明中，并不是利用鍛壓使兩鋁或者鋁合金實現(xiàn)金屬接合，而僅對埋入有套管加熱器的部分進行鍛壓壓接，所以能夠防止加熱板由于熱應(yīng)力而產(chǎn)生的變形。因此，即使加熱板大型化，由于根據(jù)本發(fā)明僅推壓并鍛壓壓接套管加熱器附近，所以與以往的推壓板整體接合的情況相比，能夠減小鍛造沖壓機的功率，而且還能夠減小沖壓機的材料推壓部的面積，所以能夠避免沖壓機的大型化，并且與鍛壓壓接2張板材的情況相比，能夠減少加工的工時。
在本發(fā)明中，通過接合用鋁或者鋁合金部件4具有錐形部，或者在使接合用鋁或者鋁合金部件4向鋁或者鋁合金基部件2的槽部5中嵌合時、在槽部5的側(cè)面的至少一部分設(shè)置間隙，能夠利用鍛壓將接合用鋁或者鋁合金部件4可靠地插入到與套管加熱器3接觸的位置。
在本發(fā)明中，通過在設(shè)置于鋁或者鋁合金基部件的槽部中收容套管加熱器和接合用鋁或者鋁合金部件，并利用鍛壓壓接使接合用鋁或者鋁合金部件、和鋁或者鋁合金基部件金屬接合，從而可以得到能夠在鋁或者鋁合金基部件、和套管加熱器之間維持高的密接性，并且能夠確保高的導(dǎo)熱性的效果。
另外，根據(jù)本發(fā)明，通過將利用鍛壓壓接進行的接合用鋁或者鋁合金部件、和鋁或者鋁合金基部件的金屬接合，在使用加熱板的加熱區(qū)域的溫度附近進行，能夠減輕在加熱板的使用溫度區(qū)域的、因鋁或者鋁合金基部件和內(nèi)部加熱器的套管材料的線膨脹差所引起的應(yīng)力，能夠避免套管加熱器的變形和破損、加熱板的變形等。同時，還能夠改善接合用鋁或者鋁合金部件和鋁或者鋁合金基部件的密接性和導(dǎo)熱性。
本鍛接技術(shù)由鋁或者鋁合金構(gòu)成，但是如本發(fā)明所述，如果為能夠利用鍛壓壓接接合接合用金屬部件和收容有套管加熱器的金屬基部件、導(dǎo)熱性高的材料，則不限于鋁或者鋁合金，可以為任意的金屬材料，但是考慮到加熱器壽命，所使用的金屬材料為線膨脹系數(shù)大的材料，則更為理想。
作為這種可以鍛壓壓接、導(dǎo)熱性高、熱膨脹系數(shù)大的材料，有銅或者銅合金。使用銅或者銅合金也可以得到同樣的加熱板。在使用銅合金利用鍛壓壓接制造加熱板的情況下，希望在700℃～900℃的溫度范圍進行鍛壓壓接。
所以，本發(fā)明的加熱板，能夠通過在設(shè)置于金屬或者合金基部件的槽部中收容套管加熱器，并且將由與其相同種類的金屬或者合金構(gòu)成的接合用金屬或者合金部件嵌合在上述槽部中，利用鍛壓壓接將上述接合用金屬或者合金部件、和上述金屬或者合金基部件金屬接合來構(gòu)成，但是除導(dǎo)熱性和線膨脹系數(shù)之外，從加工性和處理方便的角度出發(fā)，優(yōu)選鍛壓壓接溫度低且輕質(zhì)的材料。即使在這方面，鋁或者鋁合金也較優(yōu)越，在本發(fā)明中上述接合用金屬或者合金部件以及上述金屬或者合金基部件均主要由鋁或者鋁合金構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種加熱板，其特征在于，在設(shè)置于鋁或者鋁合金基部件的槽部中收容套管加熱器，并且將接合用鋁或者鋁合金部件嵌合在上述槽部中，并利用鍛壓壓接將上述接合用鋁或者鋁合金部件和上述鋁或者鋁合金基部件金屬接合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件由整體部件構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件在上述鋁或者鋁合金基部件的平面方向上由多個部件構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件在上述鋁或者鋁合金基部件的垂直方向上由多個部件構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項所述的加熱板，其特征在于，上述套管加熱器的配置的布置形狀，相對于上述鋁或者鋁合金基部件的相互垂直的2個中心軸中的至少1個對稱、或者相對于中心點呈對稱。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的加熱板，其特征在于，上述鋁或者鋁合金基部件為板材。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的截面積，比從形成于上述鋁或者鋁合金基部件的槽部的截面積減去上述套管加熱器的截面積后的有效截面積大。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的截面的形狀具有長方形，上述截面的寬度與上述槽部的寬度相同或者比其稍大。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的加熱板，其特征在于，在上述接合用鋁或者鋁合金部件的至少一部分，具有在埋入方向上對向的兩個邊朝向下方其間隔變窄的預(yù)定的錐形。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的、上述部件高度相對于上述截面的錐形下部寬度或者部件最下部寬度的比為1以上5以下。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的上述錐形部的錐形角大于0°且為45°以下。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的截面形狀具有大致T字形，上述大致T字形的縱桿部分和橫桿部分均與上述鋁或者鋁合金基部件接合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的截面形狀具有大致T字形，并將推壓加熱器的上述縱桿部分的一部分或者全部與包含上述橫桿部分在內(nèi)的其余部分分割成分離體。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的截面形狀具有大致T字形，在與上述大致T字形的上述縱桿部分所處的位置不同的其它位置的、上述橫桿部分下側(cè)的不存在套管加熱器的位置設(shè)置嵌合用凸部或者凹部，同時，在上述鋁或者鋁合金基部件的與上述接合用鋁或者鋁合金部件的嵌合用凸部或者凹部對向的位置、且在上述鋁或者鋁合金基部件的槽部設(shè)置有與其相嵌合的凹部或者凸部。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的截面形狀具有大致T字形，并且為上述大致T字形的上述橫桿部分的底面朝向中心具有平緩的傾斜的Y字形。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的加熱板，其特征在于，在上述大致T字形的上述接合用鋁或者鋁合金部件中，上述縱桿部分的截面的高度相對于寬度的比為1以上4以下。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的加熱板，其特征在于，在上述大致T字形的上述接合用鋁或者鋁合金部件中，上述縱桿部分的截面的高度相對于寬度的比為1以上4以下。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的加熱板，其特征在于，在上述大致T字形的上述接合用鋁或者鋁合金部件中，上述縱桿部分以及嵌合用凸部或者凹部的各截面的高度相對于寬度的比為1以上4以下。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的加熱板，其特征在于，在上述大致Y字形的上述接合用鋁或者鋁合金部件中，上述縱桿部分的截面的高度相對于寬度的比為1以上4以下。
20.根據(jù)權(quán)利要求7所述的加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的與套管加熱器相接觸的面的形狀，包含與上述鋁或者鋁合金基部件的板面平行的平面、或者包含具有與上述套管加熱器的外周相同方向的曲率的曲面。
21.根據(jù)權(quán)利要求7所述的加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的與套管加熱器相接觸的面的部件寬度大于套管加熱器的寬度。
22.根據(jù)權(quán)利要求7所述的加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的鍛壓壓接前的截面積，比從形成于上述鋁或者鋁合金基部件的上述槽部的截面積減去上述套管加熱器的截面積后的有效截面積大，并且，在將上述接合用鋁或者鋁合金部件嵌合到上述鋁或者鋁合金基部件的上述槽部中時，在側(cè)面的至少一部分具有間隙。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱板，其特征在于，上述套管加熱器在設(shè)置于鋁或者鋁合金基部件的1個或者多個槽中配置有多根，或者在多個槽中各配置有1根。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的加熱板，其特征在于，上述多根套管加熱器，在設(shè)置于鋁或者鋁合金基部件的1個或者多個各槽中并列配置有多根。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的加熱板，其特征在于，上述多根套管加熱器，在設(shè)置于鋁或者鋁合金基部件的1個或者多個各槽中，在高度方向重疊配置有多根。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱板，其特征在于，上述套管加熱器為截面具有圓形或者拐角部由預(yù)定曲率的曲線構(gòu)成的大致長方形的形狀的管狀的加熱器，或者將窄條編織成管形狀而成的加熱器，其中，上述長方形也包括正方形。
27.根據(jù)權(quán)利要求7所述的加熱板，其特征在于，收容上述套管加熱器的加熱板與套管加熱器的套管部的導(dǎo)熱性良好。
28.根據(jù)權(quán)利要求7所述的加熱板，其特征在于，收容上述套管加熱器的加熱板具有氣密性。
29.根據(jù)權(quán)利要求7所述的加熱板，其特征在于，收容上述套管加熱器的加熱板的套管加熱器還具有較高的電絕緣性。
30.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱板，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件以及上述鋁或者鋁合金基部件由JIS1050、1100、3003、3004、5005、5052、6063、6061、7003、7N01中的任意的合金構(gòu)成。
31.一種加熱板的制造方法，其特征在于，在上述鋁或者鋁合金基部件上加工上述槽部，在上述槽部中收容上述套管加熱器，并且在上述套管加熱器之上收容上述接合用鋁或者鋁合金部件，并利用鍛壓壓接將上述接合用鋁或者鋁合金部件和上述鋁或者鋁合金基部件金屬接合。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的加熱板的制造方法，其特征在于，作為上述接合用鋁或者鋁合金部件，使用整體或者分割成多塊的部件，利用鍛壓壓接進行金屬接合。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的加熱板的制造方法，其特征在于，作為上述接合用鋁或者鋁合金部件，使用在上述鋁或者鋁合金基部件的平面方向或者截面方向上分割成多塊的部件，利用鍛壓壓接進行金屬接合。
34.一種加熱板的制造方法，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的截面積，比從形成于上述鋁或者鋁合金基部件的槽部的截面積減去上述套管加熱器的截面積后的有效截面積大。
35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的加熱板的制造方法，其特征在于，在將上述接合用鋁或者鋁合金部件分割成多塊的情況下，以預(yù)定的順序鍛壓壓接多個部件。
36.根據(jù)權(quán)利要求31所述的加熱板的制造方法，其特征在于，上述鋁或者鋁合金基部件使用板材，利用鍛壓壓接進行金屬接合。
37.根據(jù)權(quán)利要求31所述的加熱板的制造方法，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件，使用上述截面的形狀為長方形、且上述截面的寬度與上述槽部的寬度相同或者比其大的部件，利用鍛壓壓接進行金屬接合。
38.根據(jù)權(quán)利要求31所述的加熱板的制造方法，其特征在于，作為上述接合用鋁或者鋁合金部件，使用具有錐形角大于0°且為45°以下的錐形部的部件，利用鍛壓壓接進行金屬接合。
39.根據(jù)權(quán)利要求31所述的加熱板的制造方法，其特征在于，作為上述接合用鋁或者鋁合金部件，使用截面形狀為大致T字形或者Y字形的部件，利用鍛壓壓接進行金屬接合。
40.根據(jù)權(quán)利要求31所述的加熱板的制造方法，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的截面形狀具有大致T字形，在與上述大致T字形的上述縱桿部分所處的位置不同的其它位置的、上述橫桿部分下側(cè)的不存在套管加熱器的位置設(shè)置嵌合用凸部或者凹部，同時，在與上述接合用鋁或者鋁合金部件的嵌合用凸部或者凹部對向的位置，在上述鋁或者鋁合金基部件上設(shè)置與其相嵌合的凹部或者凸部，使上述接合用鋁或者鋁合金部件的上述縱桿部分以及上述嵌合用凸部或者凹部、與上述鋁或者鋁合金基部件的具有上述凹部或者凸部的槽部嵌合，并利用鍛壓壓接進行金屬接合。
41.根據(jù)權(quán)利要求31所述的加熱板的制造方法，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件，使用與上述套管加熱器接觸的面的形狀包含與上述鋁或者鋁合金基部件的板面平行的平面、或者包含具有與套管加熱器的外周相同方向的曲率的曲面的部件，并利用鍛壓壓接進行金屬接合。
42.根據(jù)權(quán)利要求31所述的加熱板的制造方法，其特征在于，使用上述接合用鋁或者鋁合金部件的高度與從上述鋁或者鋁合金基部件的槽部的深度減去上述套管加熱器的高度后的上述槽部的有效深度相等或者比其大的部件，利用鍛壓壓接進行金屬接合。
43.根據(jù)權(quán)利要求31所述的加熱板的制造方法，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的上述截面的高度相對于寬度的比為1以上4以下。
44.根據(jù)權(quán)利要求31所述的加熱板的制造方法，其特征在于，上述接合用鋁或者鋁合金部件的鍛壓壓接前的截面積，比從形成于上述鋁或者鋁合金基部件的上述槽部的截面積減去上述套管加熱器的截面積后的有效截面積大，并且，利用鍛壓壓接，對在嵌合于上述槽部中時在側(cè)面的至少一部分具有間隙的上述接合用鋁或者鋁合金部件、和上述鋁或者鋁合金基部件進行金屬接合。
45.根據(jù)權(quán)利要求31所述的加熱板的制造方法，其特征在于，作為上述鋁或者鋁合金基部件以及上述接合用鋁或者鋁合金部件，使用由JIS1050、1100、3003、3004、5005、5052、6063、6061、7003、7N01中的任意的合金構(gòu)成的部件，利用鍛壓壓接進行金屬接合。
46.根據(jù)權(quán)利要求31所述的加熱板的制造方法，其特征在于，上述鋁或者鋁合金基部件、與上述接合用鋁或者鋁合金部件的鍛壓壓接，在250℃～500℃的范圍進行。
47.一種加熱板的變形防止方法，其特征在于，使用權(quán)利要求31所述的加熱板的制造方法。
48.一種提高對于加熱板的接合用鋁或者鋁合金部件、與鋁或者鋁合金基部件的密接性的方法，其特征在于，使用權(quán)利要求34所述的加熱板的制造方法，進行鍛壓壓接。
49.一種加熱器壽命的提高方法，其特征在于，使用權(quán)利要求48所述的提高對于加熱板的接合用鋁或者鋁合金部件、與鋁或者鋁合金基部件的密接性的方法。
50.一種加熱板，其特征在于，在設(shè)置于金屬或者合金基部件的槽部中收容套管加熱器，并且，在上述槽部中嵌合由與其同種類的金屬或者合金構(gòu)成的接合用金屬或者合金部件，利用鍛壓壓接將上述接合用金屬或者合金部件、和上述金屬或者合金基部件金屬接合。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的加熱板，其特征在于，上述金屬或者合金基部件、與接合用金屬或者合金部件均為銅或者銅合金。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠防止加熱板因熱應(yīng)力而引起的變形，并且加熱板的導(dǎo)熱性良好，耐久性高的加熱板及其制造方法的加熱板，該加熱板(1)，具有在鋁或者鋁合金基部件(2)內(nèi)收容作為內(nèi)部零件的套管加熱器(3)，從其上鍛壓壓接接合用鋁或者鋁合金部件(4)而密封的結(jié)構(gòu)，從而與將兩張板接合的以往的結(jié)構(gòu)相比，成本和生產(chǎn)效率等方面良好，可以作為半導(dǎo)體制造裝置和液晶制造裝置等各種薄型顯示器(FPD)制造裝置的加熱板使用。而且，可以用于PTP薄板的制造裝置等的一般的加熱板。
文檔編號B21K25/00GK1758094SQ20041008191
公開日2006年4月12日 申請日期2004年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月8日
發(fā)明者渡邊克己, 福地昭 申請人:古河太空鋁株式會社