[發明專利]陶瓷加熱器加熱絲的結構

有效

• 申請號: 201380038256.5
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN104472010B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 金允鎬
• 申請（專利權）人: KSM元件株式會社
• 主分類號: H05B3/14
• 分類號: H05B3/14;H05B3/56
• 代理公司: 北京華旭智信知識產權代理事務所(普通合伙)11583
• 代理人: 馮云

技術領域

本發明涉及陶瓷加熱器加熱絲的布置，更特別的是涉及可以維持均勻的加熱密度和溫度快速上升的陶瓷加熱器的加熱絲。

背景技術

陶瓷加熱器是在半導體制造過程中加熱半導體晶片的裝置，圖1顯示了這樣的陶瓷加熱器(1)的一個示例。

陶瓷加熱器(1)包括陶瓷基板(2)，陶瓷基板(2)是通過利用陶瓷材料如氮化鋁(AIN；aluminium nitride)或氧化鋁(Al2O3；aluminium oxide)制造成的圓形平板，空心軸(3)連接至陶瓷基板(2)的底表面并在空心軸(3)的內部有一個孔H，加熱絲(4)是三維卷(coil)式金屬絲(wire)并布置在陶瓷基板(2)的內部以散熱，靜電發電電極(5)是布置在陶瓷基板(2)內部的網(mesh)狀金屬部件，并產生靜電以吸附半導體晶片，第一供電部件(6)是布置在空心軸(3)的孔H內的桿狀部件，并向加熱絲(4)供電，第一連接部件(8)用于連接第一供電部件(6)至加熱絲(4)，第二供電部件(7)是布置在空心軸(3)的孔H內的桿狀部件，并向靜電發電電極(5)供電，第二連接部件(9)是用于連接第二供電部件(7)至靜電 發電電極(5)。因此，陶瓷加熱器(1)通過利用加熱絲(4)加熱半導體晶片，并通過利用由靜電發電電極(5)產生的靜電吸附和固定半導體晶片。

如圖2所示，陶瓷加熱器(1)通常包括三維卷式加熱絲(4)，由于陶瓷基板(2)在燒結過程中可能會發生的收縮變形，因此很難維持三維卷式的形狀。

此外，由于三維線圈的特性和在燒結過程中可能發生的三維線圈形狀變形，很難維持加熱密度(heat density)，需要設計陶瓷加熱器(1)，需要陶瓷基板(2)上面整體均勻。

此外，如圖3所示，由于三維卷式加熱絲(4)具有三維線圈的形狀，有比橫截面的直徑(D)更厚的厚度(W)，其產生的熱量向四方發散。因此，經比較，通過加熱絲4產生同樣熱量，二維平面式加熱絲，在向上方向上產生的熱量，也就是說，在加熱半導體晶片必要的一個方向上產生的熱量會減少。

此外，由于三維卷式加熱絲(4)具有三維線圈的形狀，工作人員把加熱絲布置在陶瓷基板(2)的內部不容易。因此，陶瓷基板(2)不得不使用粉末型原料制造。

為了解決三維卷式加熱絲(4)的這些問題，二維平面式加熱絲(未示出)通過使用金屬粘貼劑(paste)以薄片(sheet)形狀制造。

然而，盡管薄片形狀的加熱絲(未示出)可實現均勻的加熱密度，由于其制造方法只局限在蝕刻、粘貼壓印或其它類似的方法，所以只能制造比較薄的薄片形狀的加熱絲。因此，加熱絲與第一連接部件(8)的物理連接會更加惡化，并且加熱絲的耐蝕性和耐久性會更加惡化。

此外，當從陶瓷基板(2)觀察，薄片形狀的加熱絲與三維卷式加熱絲(4)相比具有更大的上平表面。因此，與具有相同橫截面和相同長度的加熱絲相比，薄片形狀的加熱絲具有更小的單位面積上的加熱密度，薄片形狀的加熱絲具有較慢的溫度上升(ramp up)速度。

因此，有必要開發一種加熱絲以彌補三維卷式加熱絲(4)和薄片形狀加熱絲的各自的相關問題。

發明詳細說明

要解決的技術問題

本發明提供了陶瓷加熱器加熱絲的布置，其布置是加強的，以便維持均勻的加熱密度并可以實現溫度快速上升。

根據本發明的一方面，提供了陶瓷加熱器加熱絲的布置，是陶瓷加熱器和散熱的陶瓷基板上加熱絲的布置，包括加熱絲，其加熱絲是縱向延伸的金屬絲部件，并二維布置在一個虛擬的二維平面上，此二維平面基本平行于陶瓷基板的上表面。

加熱絲包括：多個彎曲部分布置成彼此平行相對的兩列；及多個連接部分用于彼此連接多個彎曲部分，及加熱絲是由多個彎曲部分和多個連接部分以Z字型彎曲形成的。

加熱絲的間距彼此之間根據加熱絲在陶瓷基板上的位置具有不同值。

加熱絲的振動幅度彼此之間根據加熱絲在陶瓷基板上的位置各自具有不同的值。

陶瓷基板是圓形平板，及加熱絲布置在以陶瓷基板的圓心為中心的多個同心圓上。

加熱絲的振動幅度或間距彼此之間根據加熱絲在徑向方向上從陶瓷基板的圓心遠離的位置各自具有不同值。

加熱絲的兩端都布置在一個位置上以便連接至與陶瓷基板的底表面連接的空心軸的孔。

加熱絲在相互平行二維平面上布置成多層結構。

加熱絲是具有相對于陶瓷基板的熱膨脹系數在±3.0*10^-6*K^-1的誤差范圍內的熱膨脹系數的金屬部件。

發明有益效果