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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022062057
(43)【公開日】2022-04-19
(54)【発明の名称】酸化ベリリウム一体抵抗加熱器
(51)【国際特許分類】
H05B 3/20 20060101AFI20220412BHJP
H05B 3/26 20060101ALI20220412BHJP
H05B 3/02 20060101ALI20220412BHJP
H05B 3/16 20060101ALI20220412BHJP
【ＦＩ】
H05B3/20 393
H05B3/26
H05B3/02 A
H05B3/16
【審査請求】有
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022004120
(22)【出願日】2022-01-14
(62)【分割の表示】P 2018552133の分割
【原出願日】2017-03-07
(31)【優先権主張番号】62/319,388
(32)【優先日】2016-04-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】508348680
【氏名又は名称】マテリオン コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100196508
【弁理士】
【氏名又は名称】松尾 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100196597
【弁理士】
【氏名又は名称】横田 晃一
(72)【発明者】
【氏名】スミス， ラリー ティー．
(72)【発明者】
【氏名】ヘイズ， サミュエル ジェイ．
(57)【要約】 （修正有）
【課題】電気絶縁性および高度に熱伝導性の両方であるという特異な性質を有する一体抵抗加熱器を提供する。
【解決手段】加熱器は、第１の表面１０４および第２の表面１０６を有する酸化ベリリウム（ＢｅＯ）セラミック本体１０２を含む。加熱要素は、金属箔または金属化塗料から形成され、酸化ベリリウムセラミック本体の上部または第２の表面上に印刷される。加熱要素が、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）セラミック本体と直接接触し、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）セラミック本体に接合される。
【選択図】図５
【解決手段】加熱器は、第１の表面１０４および第２の表面１０６を有する酸化ベリリウム（ＢｅＯ）セラミック本体１０２を含む。加熱要素は、金属箔または金属化塗料から形成され、酸化ベリリウムセラミック本体の上部または第２の表面上に印刷される。加熱要素が、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）セラミック本体と直接接触し、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）セラミック本体に接合される。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の表面および第２の表面を有する、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）セラミック本体と、
耐熱金属化層から形成され、前記酸化ベリリウムセラミック本体の前記第１の表面また
は前記第２の表面のいずれかに接合される、第１の加熱要素と
を備える、一体抵抗加熱器。
耐熱金属化層から形成され、前記酸化ベリリウムセラミック本体の前記第１の表面また
は前記第２の表面のいずれかに接合される、第１の加熱要素と
を備える、一体抵抗加熱器。
【請求項2】
前記耐熱金属化層は、モリブデンまたはタングステンを含有する、請求項１に記載の一
体抵抗加熱器。
体抵抗加熱器。
【請求項3】
前記耐熱金属化層は、ＭｏＳｉ２またはモリ－マンガンを含有する、請求項２に記載の
一体抵抗加熱器。
一体抵抗加熱器。
【請求項4】
酸化ベリリウムセラミック天板と、酸化ベリリウムセラミック基礎板とをさらに備え、
前記酸化ベリリウムセラミック本体は、前記天板と前記基礎板との間に配置される、請求
項１に記載の一体抵抗加熱器。
前記酸化ベリリウムセラミック本体は、前記天板と前記基礎板との間に配置される、請求
項１に記載の一体抵抗加熱器。
【請求項5】
前記ＢｅＯセラミック本体の前記第１の加熱要素に接続される加熱器端子をさらに備え
る、請求項１に記載の一体抵抗加熱器。
る、請求項１に記載の一体抵抗加熱器。
【請求項6】
前記第１の加熱要素を制御するための前記加熱器端子に接続される電源をさらに備える
、請求項５に記載の一体抵抗加熱器。
、請求項５に記載の一体抵抗加熱器。
【請求項7】
前記第１の加熱要素は、スクリーン印刷、ロールコーティング、またはエアブラシ法を
使用して印刷される、請求項１に記載の一体抵抗加熱器。
使用して印刷される、請求項１に記載の一体抵抗加熱器。
【請求項8】
前記第１の加熱要素は、前記ＢｅＯセラミック本体の前記第１の表面に接合され、第２
の加熱要素は、前記ＢｅＯセラミック本体の前記第２の表面に接合される、請求項１に記
載の一体抵抗加熱器。
の加熱要素は、前記ＢｅＯセラミック本体の前記第２の表面に接合される、請求項１に記
載の一体抵抗加熱器。
【請求項9】
前記ＢｅＯセラミック本体は、正方形の板、長方形の板、プラテンもしくは円盤、また
は管、または、中実ロッドもしくはバーの形状である、請求項１に記載の一体抵抗加熱器
。
は管、または、中実ロッドもしくはバーの形状である、請求項１に記載の一体抵抗加熱器
。
【請求項10】
前記第１の加熱要素は、螺旋、一連の実質的に同心の円、またはジグザグの形状でパタ
ーン化される、請求項１に記載の一体抵抗加熱器。
ーン化される、請求項１に記載の一体抵抗加熱器。
【請求項11】
前記ＢｅＯセラミック本体は、管の形態であり、第１の端子は、前記管の第１の端部上
に存在し、第２の端子は、前記管の第２の端部上に存在し、前記加熱要素は、前記第１の
端子に接続される第１の端部を有し、かつ前記第２の端子に接続される第２の端部を有し
、前記第１の表面は、前記管の外部表面である、請求項１に記載の一体抵抗加熱器。
に存在し、第２の端子は、前記管の第２の端部上に存在し、前記加熱要素は、前記第１の
端子に接続される第１の端部を有し、かつ前記第２の端子に接続される第２の端部を有し
、前記第１の表面は、前記管の外部表面である、請求項１に記載の一体抵抗加熱器。
【請求項12】
酸化ベリリウムセラミック本体の第１の表面または第２の表面上に耐熱金属化塗料を塗
布することにより、第１の加熱要素を形成することを含む、一体抵抗加熱器を形成する方
法。
布することにより、第１の加熱要素を形成することを含む、一体抵抗加熱器を形成する方
法。
【請求項13】
前記印刷は、前記加熱要素をスクリーン印刷、ロールコーティング、またはエアブラッ
シングすることによって行われる、請求項１２に記載の方法。
シングすることによって行われる、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記第１の加熱要素は、螺旋、一連の実質的に同心の円、またはジグザグの形状を有す
るパターンで形成される、請求項１２に記載の方法。
るパターンで形成される、請求項１２に記載の方法。
【請求項15】
前記金属化塗料は、モリブデンまたはタングステンを含有する、請求項１２に記載の一
体抵抗加熱器。
体抵抗加熱器。
【請求項16】
前記金属化塗料は、ＭｏＳｉ２またはモリ－マンガンを含有する、請求項１５に記載の
一体抵抗加熱器。
一体抵抗加熱器。
【請求項17】
金属箔または金属化塗料から形成される加熱要素に電流を通過させることを含み、前記
加熱要素は、酸化ベリリウムセラミック本体上に位置する、加熱の方法。
加熱要素は、酸化ベリリウムセラミック本体上に位置する、加熱の方法。
【請求項18】
前記セラミック本体は、円盤、正方形、プラテン、もしくは管、または中実ロッドもし
くはバーの形状である、請求項１７に記載の方法。
くはバーの形状である、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記加熱要素は、ニッケル合金、タングステン、モリブデン、もしくは白金および白金
の合金のうちの１つを含む金属箔、または、モリブデンもしくはタングステンを含有する
金属化塗料から形成される、請求項１７に記載の方法。
の合金のうちの１つを含む金属箔、または、モリブデンもしくはタングステンを含有する
金属化塗料から形成される、請求項１７に記載の方法。
【請求項20】
酸化ベリリウムを備える天板と、
酸化ベリリウムを備える基礎板と、
前記天板と前記基礎板との間に位置する加熱要素と
を備える一体抵抗加熱器。
酸化ベリリウムを備える基礎板と、
前記天板と前記基礎板との間に位置する加熱要素と
を備える一体抵抗加熱器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願への相互参照）
本願は、２０１６年４月７日に出願された米国仮特許出願第６２／３１９，３８８号の
優先権を主張し、これは、参照によって本明細書に完全に援用される。
本願は、２０１６年４月７日に出願された米国仮特許出願第６２／３１９，３８８号の
優先権を主張し、これは、参照によって本明細書に完全に援用される。
【0002】
（背景）
本開示は、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）を含むセラミック本体上または内に統合された電
気抵抗加熱器に関する。一体抵抗加熱器は、半導体加工および操作の分野内で特定の用途
を見出し、特にそれを参照して説明される。しかしながら、本開示はまた、他の同様の用
途にも適していることを理解されたい。
本開示は、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）を含むセラミック本体上または内に統合された電
気抵抗加熱器に関する。一体抵抗加熱器は、半導体加工および操作の分野内で特定の用途
を見出し、特にそれを参照して説明される。しかしながら、本開示はまた、他の同様の用
途にも適していることを理解されたい。
【背景技術】
【0003】
一体抵抗加熱器は、ジュールの第１の法則に従って、（対流または放射と比較して）伝
導を介してより急速に媒体を通して熱エネルギーを伝達する。しかしながら、媒体は、電
気絶縁性でなければならず、そうしなければ加熱器がショートする。殆どの従来の熱伝導
性材料は、電気伝導性である金属であり、したがって、直接接触一体加熱器のための媒体
として好適ではない。殆どの従来の電気絶縁性材料（セラミックおよびガラス等）は、低
い熱伝導率を有し、熱を不十分に伝導する。
導を介してより急速に媒体を通して熱エネルギーを伝達する。しかしながら、媒体は、電
気絶縁性でなければならず、そうしなければ加熱器がショートする。殆どの従来の熱伝導
性材料は、電気伝導性である金属であり、したがって、直接接触一体加熱器のための媒体
として好適ではない。殆どの従来の電気絶縁性材料（セラミックおよびガラス等）は、低
い熱伝導率を有し、熱を不十分に伝導する。
【0004】
これらの問題を最小限にする、一体抵抗加熱器を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0005】
（簡単な説明）
本明細書の種々の実施形態では、加熱要素が、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）セラミック本
体と直接接触し、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）セラミック本体に接合される、一体抵抗加熱
器が開示される。酸化ベリリウムは、電気絶縁性および高度に熱伝導性の両方であるとい
う特異な性質を有する。
本明細書の種々の実施形態では、加熱要素が、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）セラミック本
体と直接接触し、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）セラミック本体に接合される、一体抵抗加熱
器が開示される。酸化ベリリウムは、電気絶縁性および高度に熱伝導性の両方であるとい
う特異な性質を有する。
【0006】
本明細書に開示されるいくつかの実施形態では、一体抵抗加熱器は、第１の表面および
第２の表面を有する酸化ベリリウム（ＢｅＯ）セラミック本体を含む。加熱要素は、耐熱
金属化層から形成される。加熱要素は、ＢｅＯセラミック本体の第１の表面または第２の
表面と直接接触し、ＢｅＯセラミック本体に接合される。
第２の表面を有する酸化ベリリウム（ＢｅＯ）セラミック本体を含む。加熱要素は、耐熱
金属化層から形成される。加熱要素は、ＢｅＯセラミック本体の第１の表面または第２の
表面と直接接触し、ＢｅＯセラミック本体に接合される。
【0007】
本明細書に開示される他の実施形態では、一体抵抗加熱器を形成する方法は、ＢｅＯセ
ラミック本体の第１の表面または第２の表面上に耐熱金属化塗料を塗布することによって
、加熱要素を形成することを含む。これらの実施形態では、概して、セラミック本体がセ
ラミック本体の厚さに比べて大きい長さおよび幅を有することが想定される。
ラミック本体の第１の表面または第２の表面上に耐熱金属化塗料を塗布することによって
、加熱要素を形成することを含む。これらの実施形態では、概して、セラミック本体がセ
ラミック本体の厚さに比べて大きい長さおよび幅を有することが想定される。
【0008】
本明細書に開示されるさらに他の実施形態では、一体抵抗加熱器は、第１の端子と第２
の端子との間に延在するＢｅＯセラミック管を含む。加熱要素は、耐熱金属化塗料から形
成され、ＢｅＯセラミック管の外部表面上に、すなわち、（その上の２つの端面ではなく
）管の円周表面／側壁上に直接塗布される。加熱要素の第１の端部は、第１の端子に接続
され、加熱要素の第２の端部は、第２の端子に接続される。これらの端子は、はんだ付け
、ろう付け、またはタック溶接によって、ＢｅＯセラミック管に継合されることができる
。
の端子との間に延在するＢｅＯセラミック管を含む。加熱要素は、耐熱金属化塗料から形
成され、ＢｅＯセラミック管の外部表面上に、すなわち、（その上の２つの端面ではなく
）管の円周表面／側壁上に直接塗布される。加熱要素の第１の端部は、第１の端子に接続
され、加熱要素の第２の端部は、第２の端子に接続される。これらの端子は、はんだ付け
、ろう付け、またはタック溶接によって、ＢｅＯセラミック管に継合されることができる
。
【0009】
他の実施形態では、一体抵抗加熱器が、加熱器パックで使用するために開示される。加
熱器パックは、ＢｅＯセラミック天板を含む。中間ＢｅＯセラミック本体は、第１の表面
と、第２の表面と、第１の表面または第２の表面上に印刷される耐熱金属化塗料から形成
される加熱要素とを有する。ＢｅＯセラミック基礎板も含まれる。天板、中間セラミック
本体、および基礎板は、中央に中間セラミック本体を伴う「サンドイッチ」を形成する。
加熱器端子は、ＢｅＯセラミック基礎板を通って延在し、中間ＢｅＯセラミック本体の加
熱要素に接続する。これらの端子は、はんだ、またはろう付け、またはタック溶接、また
は機械的ねじ山のいずれかを用いて、ＢｅＯに継合される。最終的に、少なくとも１つの
電源は、オームの法則およびその交流電圧（ＶＡＣ）等価形式Ｐ（ｔ）＝Ｉ（ｔ）Ｖ（ｔ
）に従って、加熱要素を制御するために加熱器端子に接続されることができる。
熱器パックは、ＢｅＯセラミック天板を含む。中間ＢｅＯセラミック本体は、第１の表面
と、第２の表面と、第１の表面または第２の表面上に印刷される耐熱金属化塗料から形成
される加熱要素とを有する。ＢｅＯセラミック基礎板も含まれる。天板、中間セラミック
本体、および基礎板は、中央に中間セラミック本体を伴う「サンドイッチ」を形成する。
加熱器端子は、ＢｅＯセラミック基礎板を通って延在し、中間ＢｅＯセラミック本体の加
熱要素に接続する。これらの端子は、はんだ、またはろう付け、またはタック溶接、また
は機械的ねじ山のいずれかを用いて、ＢｅＯに継合される。最終的に、少なくとも１つの
電源は、オームの法則およびその交流電圧（ＶＡＣ）等価形式Ｐ（ｔ）＝Ｉ（ｔ）Ｖ（ｔ
）に従って、加熱要素を制御するために加熱器端子に接続されることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
以下は、本明細書に開示される例示的実施形態を限定する目的ではなく、その実施形態
を図示する目的のために提示される図面の簡単な説明である。
を図示する目的のために提示される図面の簡単な説明である。
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【発明を実施するための形態】
【0029】
（詳細な説明）
本明細書に開示されるプロセスおよびデバイスのより完全な理解は、付随する図面を参
照することによって得られることができる。これらの図は、利便性および容易性に基づく
概略的表現にすぎず、したがって、アセンブリまたはその構成要素の相対的サイズおよび
寸法を示すことを意図していない。
本明細書に開示されるプロセスおよびデバイスのより完全な理解は、付随する図面を参
照することによって得られることができる。これらの図は、利便性および容易性に基づく
概略的表現にすぎず、したがって、アセンブリまたはその構成要素の相対的サイズおよび
寸法を示すことを意図していない。
【0030】
本開示は、所望の実施形態およびその中に含まれる実施例の以下の詳細な説明を参照す
ることによって、より容易に理解され得る。以下の明細書およびその後に続く特許請求の
範囲では、以下の意味を有するように定義されるものとする、いくつかの用語が参照され
る。
ることによって、より容易に理解され得る。以下の明細書およびその後に続く特許請求の
範囲では、以下の意味を有するように定義されるものとする、いくつかの用語が参照され
る。
【0031】
単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が別様に明確に決定付けない限り
、複数の指示対象を含む。
、複数の指示対象を含む。
【0032】
本願の明細書および特許請求の範囲の中の数値は、同一の有効桁数まで丸められたとき
に同一である数値と、値を決定するように本願で説明されるタイプの従来の測定技法の実
験誤差未満だけ記述された値と異なる数値とを含むと理解されるべきである。
に同一である数値と、値を決定するように本願で説明されるタイプの従来の測定技法の実
験誤差未満だけ記述された値と異なる数値とを含むと理解されるべきである。
【0033】
本明細書に開示される全ての範囲は、記載される終点を含み、独立して組み合わせ可能
である（例えば、「２グラム～１０グラム」の範囲は、終点（すなわち、２グラムおよび
１０グラム）ならびに全中間値を含む）。
である（例えば、「２グラム～１０グラム」の範囲は、終点（すなわち、２グラムおよび
１０グラム）ならびに全中間値を含む）。
【0034】
本明細書で使用される場合、「約」および「実質的に」等の近似用語は、それが関連す
る基本的機能の変化をもたらすことなく変動し得る、任意の定量的表現を修飾するように
適用され得る。修飾語「約」はまた、２つの終点の絶対値によって定義される範囲を開示
するものと見なされるべきである。例えば、表現「約２～約４」はまた、「２～４」とい
う範囲も開示する。用語「約」は、示された数の±１０％を指し得る。用語「典型的な」
および「典型的に」は、標準かつ一般的な実践を指す。
る基本的機能の変化をもたらすことなく変動し得る、任意の定量的表現を修飾するように
適用され得る。修飾語「約」はまた、２つの終点の絶対値によって定義される範囲を開示
するものと見なされるべきである。例えば、表現「約２～約４」はまた、「２～４」とい
う範囲も開示する。用語「約」は、示された数の±１０％を指し得る。用語「典型的な」
および「典型的に」は、標準かつ一般的な実践を指す。
【0035】
用語「室温」は、２０℃～２５℃の範囲を指す。
【0036】
いくつかの用語は、具体的パターンを指すために本明細書で使用される。本明細書で使
用されるような用語「螺旋」は、固定中心点から連続的に増加する距離で当該点の周囲に
巻回する平面上の曲線を指す。用語「アルキメデスの螺旋」は、中心点から生じる任意の
光線が一定の分離距離を伴う点において螺旋の連続旋回と交差するという性質を有する螺
旋を指す。用語「迷路」および「ラビリンス」は、壁の間に一連の異なる経路を形成する
壁のセットに類似する回路を形成するようにともに継合される、不連続線および／または
曲線のパターンを指す。用語「一筆書可能」は、パターンの中心までの単一の経路を有す
る「迷路」または「ラビリンス」を指す。用語「複数筆書可能」は、パターンの中心まで
の複数（すなわち、１つよりも多い）経路を有する「迷路」または「ラビリンス」を指す
。用語「ジグザグ」は、単一の線が第１の側面と第２の側面との間で前後に延びるように
、単一の線が急な曲がり角を有し、線が第１の端部から始まって第２の端部で終わるパタ
ーンを指す。
用されるような用語「螺旋」は、固定中心点から連続的に増加する距離で当該点の周囲に
巻回する平面上の曲線を指す。用語「アルキメデスの螺旋」は、中心点から生じる任意の
光線が一定の分離距離を伴う点において螺旋の連続旋回と交差するという性質を有する螺
旋を指す。用語「迷路」および「ラビリンス」は、壁の間に一連の異なる経路を形成する
壁のセットに類似する回路を形成するようにともに継合される、不連続線および／または
曲線のパターンを指す。用語「一筆書可能」は、パターンの中心までの単一の経路を有す
る「迷路」または「ラビリンス」を指す。用語「複数筆書可能」は、パターンの中心まで
の複数（すなわち、１つよりも多い）経路を有する「迷路」または「ラビリンス」を指す
。用語「ジグザグ」は、単一の線が第１の側面と第２の側面との間で前後に延びるように
、単一の線が急な曲がり角を有し、線が第１の端部から始まって第２の端部で終わるパタ
ーンを指す。
【0037】
用語「上部」および「基部」が、本明細書で使用される。これらの用語は、絶対的向き
ではなく、相対的向きを示す。
ではなく、相対的向きを示す。
【0038】
一体抵抗加熱器を形成するための方法およびそれから形成される加熱器が、開示される
。本明細書に開示される一体抵抗加熱器は、例えば、半導体加工中に、シリコンウエハ産
業において有用な加熱器パックで使用されることができる。一体抵抗加熱器は、酸化ベリ
リウム（ＢｅＯ）セラミック本体と、ＢｅＯセラミック本体と直接接触し、ＢｅＯセラミ
ック本体に接合される電気加熱要素とを含む。加熱要素は、概して、セラミック本体への
塗布に応じて微粉化した耐熱金属の厚いフィルムを形成する金属化塗料で形成されてもよ
い。ＢｅＯセラミック本体は、高度に熱伝導性および電気絶縁性であるという特異な組み
合わせを有する。これは、その電気短絡を引き起こすことなく、加熱要素との密接な接触
を可能にする。ＢｅＯ加熱器はまた、高い熱伝導率に起因して、高速で循環（上昇、冷却
）されることができる。ＢｅＯはまた、高温耐熱材料である。ＢｅＯはまた、電気絶縁性
であり、腐食性雰囲気および腐食性液体中で耐エッチング性である。
。本明細書に開示される一体抵抗加熱器は、例えば、半導体加工中に、シリコンウエハ産
業において有用な加熱器パックで使用されることができる。一体抵抗加熱器は、酸化ベリ
リウム（ＢｅＯ）セラミック本体と、ＢｅＯセラミック本体と直接接触し、ＢｅＯセラミ
ック本体に接合される電気加熱要素とを含む。加熱要素は、概して、セラミック本体への
塗布に応じて微粉化した耐熱金属の厚いフィルムを形成する金属化塗料で形成されてもよ
い。ＢｅＯセラミック本体は、高度に熱伝導性および電気絶縁性であるという特異な組み
合わせを有する。これは、その電気短絡を引き起こすことなく、加熱要素との密接な接触
を可能にする。ＢｅＯ加熱器はまた、高い熱伝導率に起因して、高速で循環（上昇、冷却
）されることができる。ＢｅＯはまた、高温耐熱材料である。ＢｅＯはまた、電気絶縁性
であり、腐食性雰囲気および腐食性液体中で耐エッチング性である。
【0039】
ここで図１を参照すると、一体抵抗加熱器１００は、概して、酸化ベリリウム（ＢｅＯ
）から作製されたセラミック本体１０２を含む。加熱要素１０８は、セラミック本体の表
面上に形成される。例えば、加熱要素は、セラミック本体の第１の表面１０４上、または
第１の表面１０４の反対側に位置するセラミック本体の第２の表面１０６（図５）上に印
刷されることができる。また、ここでは、電源に接続される、加熱要素１０８の２つの端
部１２３、１２５も可視である。また、２つのパススルー１２７も可視であり、図５に関
してさらに解説されるように、２つのパススルー１２７を通して、セラミック本体の反対
表面上の加熱要素への電気接続を可能にする。
）から作製されたセラミック本体１０２を含む。加熱要素１０８は、セラミック本体の表
面上に形成される。例えば、加熱要素は、セラミック本体の第１の表面１０４上、または
第１の表面１０４の反対側に位置するセラミック本体の第２の表面１０６（図５）上に印
刷されることができる。また、ここでは、電源に接続される、加熱要素１０８の２つの端
部１２３、１２５も可視である。また、２つのパススルー１２７も可視であり、図５に関
してさらに解説されるように、２つのパススルー１２７を通して、セラミック本体の反対
表面上の加熱要素への電気接続を可能にする。
【0040】
ＢｅＯセラミック本体１０２は、円盤形を有するものとして図１に示されている。本円
盤形では、本体の第１の表面および第２の表面は、概して、本体の厚さを上回る半径を有
する。しかしながら、ＢｅＯセラミック本体は、一体抵抗加熱器として使用するために好
適な任意の形状を有し得ることを理解されたい。例えば、本体は、長方形の第１の表面を
有することができる、またはセラミック本体は、本体の厚さがその半径を上回る管である
ことができる。
盤形では、本体の第１の表面および第２の表面は、概して、本体の厚さを上回る半径を有
する。しかしながら、ＢｅＯセラミック本体は、一体抵抗加熱器として使用するために好
適な任意の形状を有し得ることを理解されたい。例えば、本体は、長方形の第１の表面を
有することができる、またはセラミック本体は、本体の厚さがその半径を上回る管である
ことができる。
【0041】
ＢｅＯセラミック本体の加熱要素は、電気伝導性である耐熱金属を含有する塗料（すな
わち、金属化塗料）から形成される。金属化塗料は、モリブデン（Ｍｏ）またはタングス
テン（Ｗ）のいずれかを含有することができ、かつ他の原料も含有することができる。い
くつかの実施形態では、金属化塗料は、モリブデン、マンガン、およびガラス粉末の混合
物である、「モリ－マンガン」を含有する。いくつかの特定の実施形態では、金属化塗料
は、二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ２）を含有する。二珪化モリブデンはまた、高度に耐熱
性（ｍ．ｐ．２，０３０℃）であり、最大約１８００℃まで作用することができる。
わち、金属化塗料）から形成される。金属化塗料は、モリブデン（Ｍｏ）またはタングス
テン（Ｗ）のいずれかを含有することができ、かつ他の原料も含有することができる。い
くつかの実施形態では、金属化塗料は、モリブデン、マンガン、およびガラス粉末の混合
物である、「モリ－マンガン」を含有する。いくつかの特定の実施形態では、金属化塗料
は、二珪化モリブデン（ＭｏＳｉ２）を含有する。二珪化モリブデンはまた、高度に耐熱
性（ｍ．ｐ．２，０３０℃）であり、最大約１８００℃まで作用することができる。
【0042】
金属化塗料は、ＢｅＯセラミック本体の形状およびサイズに応じて、いくつかの技法の
うちの１つを使用して、塗布されてもよい。これらの技法は、スクリーン印刷、ピンスト
ライピングホイールを用いたロールコーティング、手動塗装、エアブラシ噴霧、浸漬、遠
心コーティング、およびシリンジを用いた針塗装を含む。いくつかの特定の実施形態では
、金属化塗料の１つまたは複数の層は、スクリーン印刷、ロールコーティング、またはエ
アブラシ法によって塗布される。金属化塗料は、ＢｅＯセラミック本体の表面上で加熱要
素として作用する厚いフィルムを形成することができる。所望の厚さは、電力供給源によ
って提供される電流から熱を生成するために要求される抵抗ならびに他の要因に依存する
。しかしながら、厚さだけが、電気抵抗を駆動する唯一の要因ではなく、金属化塗料レシ
ピ（すなわち、金属対ガラス比）および焼結の量（すなわち、収縮、ガラスの毛管作用、
および酸化還元反応）もまた、電気抵抗率を変化させる。いくつかの実施形態では、厚い
フィルムの厚さは、典型的には、約３００～９００マイクロインチ（７．６２μｍ～２２
．８６μｍ）であることができるが、熱のジュールの第１の法則に従うために要求される
所望の電気抵抗を達成するために、金属化塗料の複数の塗布によって減少または増加され
ることができる。金属化塗料はまた、図１に図示される迷路パターン１１２等の加熱要素
のより複雑な設計のためのパターンで塗布されることができる。
うちの１つを使用して、塗布されてもよい。これらの技法は、スクリーン印刷、ピンスト
ライピングホイールを用いたロールコーティング、手動塗装、エアブラシ噴霧、浸漬、遠
心コーティング、およびシリンジを用いた針塗装を含む。いくつかの特定の実施形態では
、金属化塗料の１つまたは複数の層は、スクリーン印刷、ロールコーティング、またはエ
アブラシ法によって塗布される。金属化塗料は、ＢｅＯセラミック本体の表面上で加熱要
素として作用する厚いフィルムを形成することができる。所望の厚さは、電力供給源によ
って提供される電流から熱を生成するために要求される抵抗ならびに他の要因に依存する
。しかしながら、厚さだけが、電気抵抗を駆動する唯一の要因ではなく、金属化塗料レシ
ピ（すなわち、金属対ガラス比）および焼結の量（すなわち、収縮、ガラスの毛管作用、
および酸化還元反応）もまた、電気抵抗率を変化させる。いくつかの実施形態では、厚い
フィルムの厚さは、典型的には、約３００～９００マイクロインチ（７．６２μｍ～２２
．８６μｍ）であることができるが、熱のジュールの第１の法則に従うために要求される
所望の電気抵抗を達成するために、金属化塗料の複数の塗布によって減少または増加され
ることができる。金属化塗料はまた、図１に図示される迷路パターン１１２等の加熱要素
のより複雑な設計のためのパターンで塗布されることができる。
【0043】
いくつかの特定の実施形態では、金属化塗料は、加熱要素を形成するように、スクリー
ン印刷プロセスを使用して塗布される。図２は、スクリーン印刷に使用されるスクリーン
１１０を図示する。金属化塗料は、螺旋パターン１１４を有する加熱要素を形成するため
に使用される。いくつかの実施形態では、螺旋は、アルキメデスの螺旋である。スクリー
ンは、概して、フレーム１１８にわたって伸張される一片のメッシュ１２０を備える。所
望のパターンは、パターンのネガ像においてスクリーンの部分のマスクを取ることによっ
て、形成される。別の言い方をすれば、螺旋パターン１１４は、金属化塗料がＢｅＯセラ
ミック本体上に出現する場所を示す。
ン印刷プロセスを使用して塗布される。図２は、スクリーン印刷に使用されるスクリーン
１１０を図示する。金属化塗料は、螺旋パターン１１４を有する加熱要素を形成するため
に使用される。いくつかの実施形態では、螺旋は、アルキメデスの螺旋である。スクリー
ンは、概して、フレーム１１８にわたって伸張される一片のメッシュ１２０を備える。所
望のパターンは、パターンのネガ像においてスクリーンの部分のマスクを取ることによっ
て、形成される。別の言い方をすれば、螺旋パターン１１４は、金属化塗料がＢｅＯセラ
ミック本体上に出現する場所を示す。
【0044】
スクリーン印刷は、概して、所望のパターンの原不透明像が透明オーバーレイ上に作成
される、印刷が起こる前の事前プレスプロセスを含むことができる。適切な網目数を有す
るスクリーンが、次いで、選択される。スクリーンは、影付きの区域１３０によって示さ
れるＵＶ硬化性エマルションでコーティングされる。オーバーレイは、スクリーンにわた
って設置され、エマルションを硬化させるようにＵＶ光源に暴露される。スクリーンは、
次いで、船上され、メッシュ上に所望のパターンのネガステンシルを残す。ＢｅＯセラミ
ック本体の第１の表面は、ＢｅＯセラミック本体を染色し得る、スクリーンを通した不要
な漏出から保護するように、幅が広いパレットテープでコーティングされることができる
。最終的に、エマルション内の任意の不要なピンホールは、テープ、特殊エマルション、
または遮断ペンを用いて、遮断されることができる。これは、金属化塗料がピンホールを
通って続き、ＢｅＯセラミック本体上に不要な跡を残すことを防止する。
される、印刷が起こる前の事前プレスプロセスを含むことができる。適切な網目数を有す
るスクリーンが、次いで、選択される。スクリーンは、影付きの区域１３０によって示さ
れるＵＶ硬化性エマルションでコーティングされる。オーバーレイは、スクリーンにわた
って設置され、エマルションを硬化させるようにＵＶ光源に暴露される。スクリーンは、
次いで、船上され、メッシュ上に所望のパターンのネガステンシルを残す。ＢｅＯセラミ
ック本体の第１の表面は、ＢｅＯセラミック本体を染色し得る、スクリーンを通した不要
な漏出から保護するように、幅が広いパレットテープでコーティングされることができる
。最終的に、エマルション内の任意の不要なピンホールは、テープ、特殊エマルション、
または遮断ペンを用いて、遮断されることができる。これは、金属化塗料がピンホールを
通って続き、ＢｅＯセラミック本体上に不要な跡を残すことを防止する。
【0045】
印刷は、ＢｅＯセラミック本体の第１の表面または第２の表面上にスクリーン１１０を
設置することによって進む。金属化塗料は、スクリーン上に設置され、フラッドバーが、
メッシュ１２０内の孔を通して金属化塗料を押動するために使用される。フラッドバーは
、最初にスクリーンの背面および金属化塗料のリザーバの背後に設置される。スクリーン
は、ＢｅＯセラミック本体との接触を防止するように持ち上げられる。フラッドバーは、
次いで、わずかな量の下向きの力でスクリーンの正面に引動され、効果的にメッシュ開口
部を金属化塗料で充填し、リザーバをスクリーンの正面まで移動させる。ゴムブレードま
たはスキージは、メッシュをＢｅＯセラミック本体まで下方に移動させるために使用され
、スキージは、スクリーンの背面に押動される。メッシュ開口部の中にある金属化塗料は
、制御および処方された量でＢｅＯセラミック本体上に液圧作用によって送出または圧搾
される。換言すると、湿潤金属化塗料は、メッシュおよび／またはステンシルの厚さに比
例して堆積される。「スナップオフ」プロセス中に、スキージは、スクリーンの背面に向
かって移動し、張力は、メッシュをＢｅＯセラミック本体の表面から離れるように引き上
げさせる。スナップオフ後、金属化塗料は、加熱要素のための所望のパターンでＢｅＯセ
ラミック本体の表面上に残される。
設置することによって進む。金属化塗料は、スクリーン上に設置され、フラッドバーが、
メッシュ１２０内の孔を通して金属化塗料を押動するために使用される。フラッドバーは
、最初にスクリーンの背面および金属化塗料のリザーバの背後に設置される。スクリーン
は、ＢｅＯセラミック本体との接触を防止するように持ち上げられる。フラッドバーは、
次いで、わずかな量の下向きの力でスクリーンの正面に引動され、効果的にメッシュ開口
部を金属化塗料で充填し、リザーバをスクリーンの正面まで移動させる。ゴムブレードま
たはスキージは、メッシュをＢｅＯセラミック本体まで下方に移動させるために使用され
、スキージは、スクリーンの背面に押動される。メッシュ開口部の中にある金属化塗料は
、制御および処方された量でＢｅＯセラミック本体上に液圧作用によって送出または圧搾
される。換言すると、湿潤金属化塗料は、メッシュおよび／またはステンシルの厚さに比
例して堆積される。「スナップオフ」プロセス中に、スキージは、スクリーンの背面に向
かって移動し、張力は、メッシュをＢｅＯセラミック本体の表面から離れるように引き上
げさせる。スナップオフ後、金属化塗料は、加熱要素のための所望のパターンでＢｅＯセ
ラミック本体の表面上に残される。
【0046】
次に、スクリーンは、所望される場合、金属化塗料の別の層で再コーティングされるこ
とができる。代替として、スクリーンは、エマルションを除去した後にスクリーンに残さ
れた曇りまたは「ゴースト像」を除去するように、さらなる曇り除去ステップを受けても
よい。
とができる。代替として、スクリーンは、エマルションを除去した後にスクリーンに残さ
れた曇りまたは「ゴースト像」を除去するように、さらなる曇り除去ステップを受けても
よい。
【0047】
金属化塗料が堆積された後、焼結が、ＢｅＯセラミック本体への金属化塗料の強力な密
封接合を促進するように実施されることができる。金属化基質の中の非金属成分は、Ｂｅ
Ｏセラミック本体の粒界の中へ拡散し、その強度を補う。焼結の量（すなわち、時間およ
び温度）は、電子のための伝導性経路の体積組成に影響を及ぼす。焼結中の雰囲気は、金
属および半金属亜酸化物の酸化および還元反応に影響を及ぼす。焼結層は、電気伝導性に
なり、加熱のために必要ではないが所望される場合、金属化層の後続のめっきを可能にす
る。めっきは、電解（ラックもしくはバレル）または無電解プロセスによって実施される
ことができる。ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、および銅（Ｃｕ）を含む、
種々の材料が、めっきに使用されることができるが、動作温度および雰囲気が考慮される
べきである。
封接合を促進するように実施されることができる。金属化基質の中の非金属成分は、Ｂｅ
Ｏセラミック本体の粒界の中へ拡散し、その強度を補う。焼結の量（すなわち、時間およ
び温度）は、電子のための伝導性経路の体積組成に影響を及ぼす。焼結中の雰囲気は、金
属および半金属亜酸化物の酸化および還元反応に影響を及ぼす。焼結層は、電気伝導性に
なり、加熱のために必要ではないが所望される場合、金属化層の後続のめっきを可能にす
る。めっきは、電解（ラックもしくはバレル）または無電解プロセスによって実施される
ことができる。ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、および銅（Ｃｕ）を含む、
種々の材料が、めっきに使用されることができるが、動作温度および雰囲気が考慮される
べきである。
【0048】
図２に図示される実施形態は、概して、形状が正方形であるものとしてスクリーンのフ
レーム１１８を示す。いくつかの実施形態では、正方形フレームは、約５インチ×５イン
チの長さおよび幅を有することができる。メッシュ１２０は、ステンレス鋼から作製され
た３２５メッシュであることができる。メッシュのワイヤは、フレームに対して３０度バ
イアスを有する。エマルション１３０は、約０．５ミル（０．０１２７ｍｍ）の厚さを有
する。本開示から、そのような寸法は、例示的にすぎず、任意の好適なスクリーン形状お
よびサイズが、所望に応じて選定され得ることを理解されたい。
レーム１１８を示す。いくつかの実施形態では、正方形フレームは、約５インチ×５イン
チの長さおよび幅を有することができる。メッシュ１２０は、ステンレス鋼から作製され
た３２５メッシュであることができる。メッシュのワイヤは、フレームに対して３０度バ
イアスを有する。エマルション１３０は、約０．５ミル（０．０１２７ｍｍ）の厚さを有
する。本開示から、そのような寸法は、例示的にすぎず、任意の好適なスクリーン形状お
よびサイズが、所望に応じて選定され得ることを理解されたい。
【0049】
図３Ａ（正確な縮尺ではない）および図３Ｂ（正確な縮尺ではない）は、第１の加熱要
素１２６を印刷するために第１のスクリーン１２２を使用するスクリーン印刷の方法を図
示する。第２のスクリーン１２４が、次いで、第２の加熱要素１２８を印刷するために使
用される。いくつかの実施形態では、第１の加熱要素は、図１に示されるＢｅＯセラミッ
ク本体１０２の第１の表面１０４上に印刷されることができ、第２の加熱要素は、ＢｅＯ
セラミック本体の第２の表面１０６上に印刷されることができる（図５）。両方の加熱要
素は、同一の端子または異なる端子に接続されることができ、ともに動作させられる、ま
たは独立してバイアスをかけられることができる。
素１２６を印刷するために第１のスクリーン１２２を使用するスクリーン印刷の方法を図
示する。第２のスクリーン１２４が、次いで、第２の加熱要素１２８を印刷するために使
用される。いくつかの実施形態では、第１の加熱要素は、図１に示されるＢｅＯセラミッ
ク本体１０２の第１の表面１０４上に印刷されることができ、第２の加熱要素は、ＢｅＯ
セラミック本体の第２の表面１０６上に印刷されることができる（図５）。両方の加熱要
素は、同一の端子または異なる端子に接続されることができ、ともに動作させられる、ま
たは独立してバイアスをかけられることができる。
【0050】
第１および第２の加熱要素は、円形迷路またはラビリンスパターンを形成する、一連の
略同心円を有するものとして図３Ａおよび図３Ｂに示されている。ここで図示されるよう
に、第１の加熱要素１２６は、一筆書可能なラビリンスのパターンであり、第２の加熱要
素１２８もまた、一筆書可能なラビリンスのパターンである。しかしながら、複数筆書可
能なラビリンスのパターンもまた、使用され得ることが想定される。図３Ａでは、端子１
２３、１２５およびパススルー１２７も可視である。
略同心円を有するものとして図３Ａおよび図３Ｂに示されている。ここで図示されるよう
に、第１の加熱要素１２６は、一筆書可能なラビリンスのパターンであり、第２の加熱要
素１２８もまた、一筆書可能なラビリンスのパターンである。しかしながら、複数筆書可
能なラビリンスのパターンもまた、使用され得ることが想定される。図３Ａでは、端子１
２３、１２５およびパススルー１２７も可視である。
【0051】
図３Ａおよび図３Ｂに図示される実施形態では、フレーム１３２は、約１０インチ×１
０インチの長さおよび幅を有する正方形であることができる。メッシュ１２０は、ステン
レス鋼から作製された３２５メッシュであることができる。メッシュのワイヤは、フレー
ムに対して３０度バイアスを有する。エマルション１３４は、約１ミル（０．０２５４ｍ
ｍ）の厚さを有する。
０インチの長さおよび幅を有する正方形であることができる。メッシュ１２０は、ステン
レス鋼から作製された３２５メッシュであることができる。メッシュのワイヤは、フレー
ムに対して３０度バイアスを有する。エマルション１３４は、約１ミル（０．０２５４ｍ
ｍ）の厚さを有する。
【0052】
図４Ａおよび図４Ｂは、形状が管状であるＢｅＯセラミック本体２０２を有する、例示
的一体抵抗加熱器２００を図示する。管状とは、中実であるロッドとは対照的に、セラミ
ック本体を通る中空通路があることを意味し、または別の言い方をすれば、管状本体は、
第１または外部表面および第２または内部表面を有する円筒側壁として表されることがで
きる。管状本体は、管状本体の両端上に位置する第１の端子２０４および第２の端子２０
６の間に延在する。いくつかの実施形態では、第１および第２の端子は、ＫＯＶＡＲ金属
またはモリブデン（Ｍｏ）金属から作製される。これらの端子は、はんだ付け、ろう付け
、またはタック溶接によって、ＢｅＯセラミック管に継合されることができる。加熱要素
２０８は、ＢｅＯセラミック本体の外部表面２１４上に存在する。加熱要素は、管状Ｂｅ
Ｏセラミック本体の長さに延在する螺旋形を有することができる。加熱要素は、第１の端
部２１０における第１の端子２０４に、および第２の端部２１２における第２の端子２０
６に接続される。
的一体抵抗加熱器２００を図示する。管状とは、中実であるロッドとは対照的に、セラミ
ック本体を通る中空通路があることを意味し、または別の言い方をすれば、管状本体は、
第１または外部表面および第２または内部表面を有する円筒側壁として表されることがで
きる。管状本体は、管状本体の両端上に位置する第１の端子２０４および第２の端子２０
６の間に延在する。いくつかの実施形態では、第１および第２の端子は、ＫＯＶＡＲ金属
またはモリブデン（Ｍｏ）金属から作製される。これらの端子は、はんだ付け、ろう付け
、またはタック溶接によって、ＢｅＯセラミック管に継合されることができる。加熱要素
２０８は、ＢｅＯセラミック本体の外部表面２１４上に存在する。加熱要素は、管状Ｂｅ
Ｏセラミック本体の長さに延在する螺旋形を有することができる。加熱要素は、第１の端
部２１０における第１の端子２０４に、および第２の端部２１２における第２の端子２０
６に接続される。
【0053】
図４Ａの一体抵抗加熱器のいくつかの側面は、図４Ｂに図示される断面図でより明確に
見られることができる。具体的には、ＢｅＯセラミック本体２０２は、側壁を形成するが
、端子２０４、２０６は、抵抗加熱器の端部を形成する。別の言い方をすれば、ＫＯＶＡ
Ｒ金属またはモリブデン金属のキャップは、ＢｅＯセラミック本体の端部上に設置され、
はんだ付け、ろう付け、またはタック溶接によって継合される。加えて、ＢｅＯセラミッ
ク本体の外部表面２１４は、加熱要素２０８が形成されるチャネルを含む。図４Ｃに示さ
れるように、加熱要素２０８を形成する金属化塗料は、ピンストライピングアプリケータ
２１６を介してロールコーティングによって塗布される。アプリケータ２１６は、ＢｅＯ
表面２１４と直接接触するリザーバを装填されたホイール２１８を有する。ＢｅＯセラミ
ック本体２０２は、表面張力を介してピンストライピングアプリケータホイールから塗料
を引き出すように、スピンドル（図示せず）上で回転されることができる。
見られることができる。具体的には、ＢｅＯセラミック本体２０２は、側壁を形成するが
、端子２０４、２０６は、抵抗加熱器の端部を形成する。別の言い方をすれば、ＫＯＶＡ
Ｒ金属またはモリブデン金属のキャップは、ＢｅＯセラミック本体の端部上に設置され、
はんだ付け、ろう付け、またはタック溶接によって継合される。加えて、ＢｅＯセラミッ
ク本体の外部表面２１４は、加熱要素２０８が形成されるチャネルを含む。図４Ｃに示さ
れるように、加熱要素２０８を形成する金属化塗料は、ピンストライピングアプリケータ
２１６を介してロールコーティングによって塗布される。アプリケータ２１６は、ＢｅＯ
表面２１４と直接接触するリザーバを装填されたホイール２１８を有する。ＢｅＯセラミ
ック本体２０２は、表面張力を介してピンストライピングアプリケータホイールから塗料
を引き出すように、スピンドル（図示せず）上で回転されることができる。
【0054】
図５は、前述で説明される一体抵抗加熱器を組み込む加熱器パックを示す。加熱器パッ
クは、概して、天板１５０と、中間ＢｅＯセラミック本体１０２と、第１の加熱要素１０
８と、基礎板１５２とを含む。ＢｅＯセラミック本体１０２は、天板と基礎板との間に配
置され、第１の表面１０４と、第２の表面１０６とを有する。第１の加熱要素１０８は、
ＢｅＯセラミック本体の第１の表面上に印刷されるものとしてここで示されている。第１
の表面１０４は、基礎板１５２に隣接し、第２の表面１０６は、天板１５０に隣接する。
ＢｅＯセラミック本体の第２の表面もまた、その上に加熱要素を有する（可視ではない）
。加熱器端子１５６は、基礎板１５２を通って延在し、中間ＢｅＯセラミック本体の第１
の表面上の第１の加熱要素１０８に接続する。存在する場合、同一の加熱器端子もまた、
中間セラミック本体を通って延在し、第２の表面上の第２の加熱要素に接続され得ること
に留意されたい。しかしながら、ここでは、加熱器端子１５４は、はんだ、ろう付け、タ
ック溶接、または機械的ねじ山によって、第２の加熱要素に接続する。いったん組み立て
られると、加熱要素は、加熱器パックの天板と基礎板との間に埋め込まれる。少なくとも
１つの電源１５８は、加熱要素を制御するために、いずれかの端子１５４、１５６に接続
される、または直列もしくは並列で両方に配線されることができる。
クは、概して、天板１５０と、中間ＢｅＯセラミック本体１０２と、第１の加熱要素１０
８と、基礎板１５２とを含む。ＢｅＯセラミック本体１０２は、天板と基礎板との間に配
置され、第１の表面１０４と、第２の表面１０６とを有する。第１の加熱要素１０８は、
ＢｅＯセラミック本体の第１の表面上に印刷されるものとしてここで示されている。第１
の表面１０４は、基礎板１５２に隣接し、第２の表面１０６は、天板１５０に隣接する。
ＢｅＯセラミック本体の第２の表面もまた、その上に加熱要素を有する（可視ではない）
。加熱器端子１５６は、基礎板１５２を通って延在し、中間ＢｅＯセラミック本体の第１
の表面上の第１の加熱要素１０８に接続する。存在する場合、同一の加熱器端子もまた、
中間セラミック本体を通って延在し、第２の表面上の第２の加熱要素に接続され得ること
に留意されたい。しかしながら、ここでは、加熱器端子１５４は、はんだ、ろう付け、タ
ック溶接、または機械的ねじ山によって、第２の加熱要素に接続する。いったん組み立て
られると、加熱要素は、加熱器パックの天板と基礎板との間に埋め込まれる。少なくとも
１つの電源１５８は、加熱要素を制御するために、いずれかの端子１５４、１５６に接続
される、または直列もしくは並列で両方に配線されることができる。
【0055】
いくつかの実施形態では、加熱要素は、ＢｅＯセラミック本体の第１の表面上に印刷さ
れ、第２の加熱要素（可視ではない）は、二重ゾーン一体抵抗加熱器を形成するように第
２の表面上に印刷される。この点に関して、第１の加熱要素は、図３Ａに示される第１の
スクリーン１２２を使用して印刷されることができる。随意の第２の加熱要素は、図３Ｂ
に示される第２のスクリーン１２４を使用して印刷されることができる。
れ、第２の加熱要素（可視ではない）は、二重ゾーン一体抵抗加熱器を形成するように第
２の表面上に印刷される。この点に関して、第１の加熱要素は、図３Ａに示される第１の
スクリーン１２２を使用して印刷されることができる。随意の第２の加熱要素は、図３Ｂ
に示される第２のスクリーン１２４を使用して印刷されることができる。
【0056】
ここで、第２の加熱器端子１５４は、加熱器パックが二重ゾーン一体抵抗加熱器を組み
込むときに、含まれる。第２の加熱器端子は、基礎板を通って延在し、中間本体自体も通
って延在し、はんだ、ろう付け、タック溶接、または機械的ねじ山等の任意の好適な手段
によって、中間ＢｅＯセラミック本体の第２の表面１０６上の第２の加熱要素に接続する
。電源１５８はまた、第２の加熱器端子を介して第２の加熱要素を制御するために使用さ
れることができる。随意に、第２の電源（図示せず）は、第２の加熱端子を介して第２の
加熱要素を制御するために使用されることができる。電源は、独立して、または協働して
、電圧を加熱器要素（単数または複数）に提供してもよい。
込むときに、含まれる。第２の加熱器端子は、基礎板を通って延在し、中間本体自体も通
って延在し、はんだ、ろう付け、タック溶接、または機械的ねじ山等の任意の好適な手段
によって、中間ＢｅＯセラミック本体の第２の表面１０６上の第２の加熱要素に接続する
。電源１５８はまた、第２の加熱器端子を介して第２の加熱要素を制御するために使用さ
れることができる。随意に、第２の電源（図示せず）は、第２の加熱端子を介して第２の
加熱要素を制御するために使用されることができる。電源は、独立して、または協働して
、電圧を加熱器要素（単数または複数）に提供してもよい。
【0057】
コントローラ（図示せず）はまた、電源によって提供される電圧信号を変調させるよう
に含まれてもよく、さらに、表示手段（図示せず）上で読み出すためにアナログ信号をデ
ジタル信号に変換してもよい。表示手段は、ＬＣＤ、コンピュータモニタ、タブレットま
たはモバイルリーダデバイス、および当業者によって公知であるような他の表示手段を含
んでもよい。単一、複数、または冗長な熱電対が、デバイス上の所望の場所において直接
表面接触し、閉ループフィードバック信号をコントローラに提供する。
に含まれてもよく、さらに、表示手段（図示せず）上で読み出すためにアナログ信号をデ
ジタル信号に変換してもよい。表示手段は、ＬＣＤ、コンピュータモニタ、タブレットま
たはモバイルリーダデバイス、および当業者によって公知であるような他の表示手段を含
んでもよい。単一、複数、または冗長な熱電対が、デバイス上の所望の場所において直接
表面接触し、閉ループフィードバック信号をコントローラに提供する。
【0058】
いくつかの実施形態では、天板１５０は、セラミック半導体材料の層、電極層、および
セラミックＢｅＯ層から構成される。セラミック半導体材料は、二酸化チタンまたはチタ
ニア（ＴｉＯ２）でドープされる酸化ベリリウム（ＢｅＯ）を含んでもよい。セラミック
半導体材料の層はまた、焼結中に接着剤および／または気密封止カプセル化としての役割
を果たす、少量のガラス共晶物を含んでもよい。
セラミックＢｅＯ層から構成される。セラミック半導体材料は、二酸化チタンまたはチタ
ニア（ＴｉＯ２）でドープされる酸化ベリリウム（ＢｅＯ）を含んでもよい。セラミック
半導体材料の層はまた、焼結中に接着剤および／または気密封止カプセル化としての役割
を果たす、少量のガラス共晶物を含んでもよい。
【0059】
さらなる実施形態では、基礎板１５２は、中間ＢｅＯセラミック本体１０２と同様に、
酸化ベリリウムＢｅＯセラミック層から構成され得る。基礎板は、第１の加熱端子を介し
た第１の加熱要素への接続のための孔１６２と、第２の加熱端子を介した第２の加熱要素
への接続のための孔１６０とを含むことができる。
酸化ベリリウムＢｅＯセラミック層から構成され得る。基礎板は、第１の加熱端子を介し
た第１の加熱要素への接続のための孔１６２と、第２の加熱端子を介した第２の加熱要素
への接続のための孔１６０とを含むことができる。
【0060】
図６を参照すると、加熱器パック３００が、本開示の第２の側面による一体抵抗加熱器
を組み込んで示されている。加熱器パックは、概して、天板３５０と、加熱要素３０８と
、基礎板３５２とを含む。加熱要素はまた、加熱器端子が接続される２つの端部３５４も
含む。天板は、セラミック半導体材料の層と、電極層と、図５の天板１５０に類似するセ
ラミックＢｅＯ層とを含むことができる。基礎板は、図５の基礎板１５２に類似する酸化
ベリリウムＢｅＯセラミック層であることができる。加熱器端子（図示せず）は、基礎板
を通って延在し、加熱要素端部３５４に接続することができる。加熱器パックはまた、オ
ームの法則およびその交流電圧（ＶＡＣ）等価形式Ｐ（ｔ）＝Ｉ（ｔ）Ｖ（ｔ）を適用し
て、加熱器端子を介して加熱要素を制御するための電源（図示せず）を含むこともできる
。
を組み込んで示されている。加熱器パックは、概して、天板３５０と、加熱要素３０８と
、基礎板３５２とを含む。加熱要素はまた、加熱器端子が接続される２つの端部３５４も
含む。天板は、セラミック半導体材料の層と、電極層と、図５の天板１５０に類似するセ
ラミックＢｅＯ層とを含むことができる。基礎板は、図５の基礎板１５２に類似する酸化
ベリリウムＢｅＯセラミック層であることができる。加熱器端子（図示せず）は、基礎板
を通って延在し、加熱要素端部３５４に接続することができる。加熱器パックはまた、オ
ームの法則およびその交流電圧（ＶＡＣ）等価形式Ｐ（ｔ）＝Ｉ（ｔ）Ｖ（ｔ）を適用し
て、加熱器端子を介して加熱要素を制御するための電源（図示せず）を含むこともできる
。
【0061】
ここでは、加熱要素３０８は、エッチング、ダイカッティング、水ジェット、またはレ
ーザカッティング等の任意の好適な方法によって形成される一般的ジグザグパターンを有
する、箔もしくは薄いフィルム層である。いくつかの実施形態では、加熱要素３０８は、
ニッケル・コバルト鉄合金（例えば、ＫＯＶＡＲ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン
（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、または白金・ロジウム（ＰｔＲｈ）合金のうちの１つから作製さ
れる箔であってもよい。加熱要素３０８は、一過性の液相を生成するように、精密に制御
された温度を使用して、ガス／金属共晶接合を介してＢｅＯの表面に直接接合される。他
の実施形態では、加熱要素は、モリブデンを含有し、物理蒸着（ＰＶＤ）プロセス（例え
ば、スパッタ堆積、真空蒸発等）を使用して堆積される、薄いフィルムである。
ーザカッティング等の任意の好適な方法によって形成される一般的ジグザグパターンを有
する、箔もしくは薄いフィルム層である。いくつかの実施形態では、加熱要素３０８は、
ニッケル・コバルト鉄合金（例えば、ＫＯＶＡＲ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン
（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、または白金・ロジウム（ＰｔＲｈ）合金のうちの１つから作製さ
れる箔であってもよい。加熱要素３０８は、一過性の液相を生成するように、精密に制御
された温度を使用して、ガス／金属共晶接合を介してＢｅＯの表面に直接接合される。他
の実施形態では、加熱要素は、モリブデンを含有し、物理蒸着（ＰＶＤ）プロセス（例え
ば、スパッタ堆積、真空蒸発等）を使用して堆積される、薄いフィルムである。
【実施例0062】
（実施例１）
約４．５オームの抵抗を有し、金属化塗料から形成された加熱要素が、２インチ×２イ
ンチＢｅＯセラミック正方形板の表面の０．０４０インチ下方に埋め込まれた。約６．５
ｖｄｃの電圧が、加熱要素に印加された。加熱要素は、約１．４４アンペアの電流を引き
込み、約９Ｗの電力を出力した。ＢｅＯセラミック板は、触れると暖かく感じた。
約４．５オームの抵抗を有し、金属化塗料から形成された加熱要素が、２インチ×２イ
ンチＢｅＯセラミック正方形板の表面の０．０４０インチ下方に埋め込まれた。約６．５
ｖｄｃの電圧が、加熱要素に印加された。加熱要素は、約１．４４アンペアの電流を引き
込み、約９Ｗの電力を出力した。ＢｅＯセラミック板は、触れると暖かく感じた。
【0063】
（実施例２）
金属化塗料から形成された二重ゾーン加熱要素が、約２００ｍｍ（７．５インチ）の直
径を有するＢｅＯ円盤の内側に埋め込まれた。第１のゾーンは、表面の約０．０６８イン
チ下方に位置し、第２のゾーンは、表面の約０．１３６インチ下方に位置する。第１のゾ
ーン加熱要素が、給電され、約２８２℃で約５０１Ｗの電力の出力に到達した。第２のゾ
ーン加熱要素が、次いで、給電され、第１のゾーン加熱要素が、約４１８Ｗの電力まで降
下された。第２のゾーン加熱要素は、約４５８℃で約３５４Ｗの電力の出力に到達した。
加熱要素は、高い温度抵抗係数を呈した。
金属化塗料から形成された二重ゾーン加熱要素が、約２００ｍｍ（７．５インチ）の直
径を有するＢｅＯ円盤の内側に埋め込まれた。第１のゾーンは、表面の約０．０６８イン
チ下方に位置し、第２のゾーンは、表面の約０．１３６インチ下方に位置する。第１のゾ
ーン加熱要素が、給電され、約２８２℃で約５０１Ｗの電力の出力に到達した。第２のゾ
ーン加熱要素が、次いで、給電され、第１のゾーン加熱要素が、約４１８Ｗの電力まで降
下された。第２のゾーン加熱要素は、約４５８℃で約３５４Ｗの電力の出力に到達した。
加熱要素は、高い温度抵抗係数を呈した。
【0064】
（実施例３）
約６ＶＡＣ～６０ＶＡＣの電圧範囲が、上記の実施例１からの加熱要素に印加された。
加熱要素は、４．２オームの始動抵抗を有し、室温は、７６°Ｆであった。約６０ＶＡＣ
において、加熱要素は、約５９２℃の最大温度および約２２８Ｗの電力出力にそれぞれ到
達した。結果は、表１の中で以下に示される。
約６ＶＡＣ～６０ＶＡＣの電圧範囲が、上記の実施例１からの加熱要素に印加された。
加熱要素は、４．２オームの始動抵抗を有し、室温は、７６°Ｆであった。約６０ＶＡＣ
において、加熱要素は、約５９２℃の最大温度および約２２８Ｗの電力出力にそれぞれ到
達した。結果は、表１の中で以下に示される。
【表1-1】
【表1-2】
【0065】
図７－９では、実際のワット数（Ｗ）、抵抗（オーム、Ω）、および温度（℃）が、約
６ＶＡＣ～約６０ＶＡＣの印加された電圧に関して表１からプロットされた。図７に見ら
れるように、約６ＶＡＣ、１２ＶＡＣ、１８ＶＡＣ、２４ＶＡＣ、３２ＶＡＣ、３８ＶＡ
Ｃ、および４４ＶＡＣの入力電圧が、プロットされた。これらの入力電圧における最大温
度は、それぞれ、約６０℃、１０５℃、１６０℃、２０５℃、２５０℃、３７５℃、およ
び４１５℃であった。これらの入力電圧における最大電力出力は、それぞれ、約８Ｗ、２
４Ｗ、４７Ｗ、６７Ｗ、１０６Ｗ、１２５Ｗ、および１５８Ｗであった。図８では、熱電
対が、異なる区域に移動され、実際のワット数（Ｗ）および温度（℃）が、６０ＶＡＣの
印加された電圧に関してプロットされた。最大温度は、約５９２℃であり、最大電力出力
は、約２７６Ｗであった。図９では、抵抗（オームΩ）および温度（℃）の係数が、印加
された電圧に関して表１、図７、および図８からプロットされた。６ＶＡＣ、１２ＶＡＣ
、１８ＶＡＣ、２４ＶＡＣ、３２ＶＡＣ、３８ＶＡＣ、４４ＶＡＣ、および６０ＶＡＣの
入力電圧における最高抵抗は、それぞれ、約４Ω、７Ω、８Ω、１０Ω、１１Ω、１３Ω
、１３Ω、および１６Ωであった。
６ＶＡＣ～約６０ＶＡＣの印加された電圧に関して表１からプロットされた。図７に見ら
れるように、約６ＶＡＣ、１２ＶＡＣ、１８ＶＡＣ、２４ＶＡＣ、３２ＶＡＣ、３８ＶＡ
Ｃ、および４４ＶＡＣの入力電圧が、プロットされた。これらの入力電圧における最大温
度は、それぞれ、約６０℃、１０５℃、１６０℃、２０５℃、２５０℃、３７５℃、およ
び４１５℃であった。これらの入力電圧における最大電力出力は、それぞれ、約８Ｗ、２
４Ｗ、４７Ｗ、６７Ｗ、１０６Ｗ、１２５Ｗ、および１５８Ｗであった。図８では、熱電
対が、異なる区域に移動され、実際のワット数（Ｗ）および温度（℃）が、６０ＶＡＣの
印加された電圧に関してプロットされた。最大温度は、約５９２℃であり、最大電力出力
は、約２７６Ｗであった。図９では、抵抗（オームΩ）および温度（℃）の係数が、印加
された電圧に関して表１、図７、および図８からプロットされた。６ＶＡＣ、１２ＶＡＣ
、１８ＶＡＣ、２４ＶＡＣ、３２ＶＡＣ、３８ＶＡＣ、４４ＶＡＣ、および６０ＶＡＣの
入力電圧における最高抵抗は、それぞれ、約４Ω、７Ω、８Ω、１０Ω、１１Ω、１３Ω
、１３Ω、および１６Ωであった。
【0066】
（実施例４）
電力が、上記の実施例２に従って説明される二重ゾーン加熱要素に供給された。約７Ｖ
ＡＣ～１２１ＶＡＣの電圧範囲が、第１および第２のゾーンにおいて２つの試験で印加さ
れた。ゾーン１、試験１のための始動抵抗は、約１７．８Ωであった。ゾーン２、試験１
のための始動抵抗は、約５．９Ωであった。ゾーン１、試験２において、始動抵抗は、約
２０．９Ωであった。最後に、ゾーン２、試験２のための始動抵抗は、約７．４Ωであっ
た。第１および第２のゾーンにおける２つの試験の結果は、表２～表５の中で以下に示さ
れる。
電力が、上記の実施例２に従って説明される二重ゾーン加熱要素に供給された。約７Ｖ
ＡＣ～１２１ＶＡＣの電圧範囲が、第１および第２のゾーンにおいて２つの試験で印加さ
れた。ゾーン１、試験１のための始動抵抗は、約１７．８Ωであった。ゾーン２、試験１
のための始動抵抗は、約５．９Ωであった。ゾーン１、試験２において、始動抵抗は、約
２０．９Ωであった。最後に、ゾーン２、試験２のための始動抵抗は、約７．４Ωであっ
た。第１および第２のゾーンにおける２つの試験の結果は、表２～表５の中で以下に示さ
れる。
【表2-1】
【表2-2】
【表2-3】
【表2-4】
【表3-1】
【表3-2】
【表3-3】
【表3-4】
【表4-1】
【表4-2】
【表4-3】
【表4-4】
【表5-1】
【表5-2】
【表5-3】
【表5-4】
【0067】
図１０－１４では、実際のワット数（Ｗ）、抵抗（オーム、Ω）、および温度（℃）が
、約７Ｖ～１２１Ｖの印加された電圧に関して上記の表２～表５からプロットされた。図
１０に見られるように、約４０ＶＡＣ～１０８ＶＡＣのゾーン１、試験１のための入力電
圧は、約６０℃～３１０℃の最大温度および約８７Ｗ～３８２Ｗの最大電力出力をもたら
した。図１１では、約２１ＶＡＣ～５７ＶＡＣのゾーン２、試験１のための入力電圧は、
約６０℃～３１０℃の最大温度および約７４Ｗ～３２０Ｗの最大電力出力をもたらした。
図１２では、約１３Ｖ～１２１Ｖのゾーン１、試験２のための入力電圧は、約７０℃～４
１６℃の最大温度および約７Ｗ～３９４Ｗの最大電力をもたらした。図１３では、約７Ｖ
～６３Ｖのゾーン２、試験２のための入力電圧は、約７０℃～４１６℃の最大温度および
約７Ｗ～３３０Ｗの最大電力をもたらした。図１４では、抵抗（オーム、Ω）および温度
（℃）の係数が、ゾーン１からの印加された電圧（図１０、１２）に関してプロットされ
た。抵抗は、約１８Ω～３７Ωであった。
、約７Ｖ～１２１Ｖの印加された電圧に関して上記の表２～表５からプロットされた。図
１０に見られるように、約４０ＶＡＣ～１０８ＶＡＣのゾーン１、試験１のための入力電
圧は、約６０℃～３１０℃の最大温度および約８７Ｗ～３８２Ｗの最大電力出力をもたら
した。図１１では、約２１ＶＡＣ～５７ＶＡＣのゾーン２、試験１のための入力電圧は、
約６０℃～３１０℃の最大温度および約７４Ｗ～３２０Ｗの最大電力出力をもたらした。
図１２では、約１３Ｖ～１２１Ｖのゾーン１、試験２のための入力電圧は、約７０℃～４
１６℃の最大温度および約７Ｗ～３９４Ｗの最大電力をもたらした。図１３では、約７Ｖ
～６３Ｖのゾーン２、試験２のための入力電圧は、約７０℃～４１６℃の最大温度および
約７Ｗ～３３０Ｗの最大電力をもたらした。図１４では、抵抗（オーム、Ω）および温度
（℃）の係数が、ゾーン１からの印加された電圧（図１０、１２）に関してプロットされ
た。抵抗は、約１８Ω～３７Ωであった。
【0068】
（実施例５）
２つの加熱要素タイプが、図６に図示される実施形態に従って構築された。第１の加熱
要素は、加熱要素材料としてモリブデン（Ｍｏ）箔を使用し、第２の加熱要素は、加熱要
素材料としてＫＯＶＡＲを使用した。モリブデン（Ｍｏ）加熱要素の３つのサンプルが調
製され、ＢｅＯセラミック本体への箔接着が、ポンド剪断単位で測定された。ＫＯＶＡＲ
加熱要素の６つのサンプルが調製され、ＢｅＯセラミック本体への箔接着が、ポンド剪断
単位で測定された。ＢｅＯ基板と接触する箔の表面積は、モリブデン（Ｍｏ）およびＫＯ
ＶＡＲタイプ加熱要素サンプルの両方に関して、各側面上で約０．１７ｉｎ２であった。
較正されたロードセルが、室温で２００ｋｐｓｉ／ｍｉｎの負荷率において圧縮力を測定
するために使用された。サンプルは、剪断力をシミュレートするように、第１の板の底縁
および第２の板の上縁上に装填された。異なるモリブデン（Ｍｏ）およびＫＯＶＡＲ加熱
要素の箔接着結果は、以下の表６に示される。
２つの加熱要素タイプが、図６に図示される実施形態に従って構築された。第１の加熱
要素は、加熱要素材料としてモリブデン（Ｍｏ）箔を使用し、第２の加熱要素は、加熱要
素材料としてＫＯＶＡＲを使用した。モリブデン（Ｍｏ）加熱要素の３つのサンプルが調
製され、ＢｅＯセラミック本体への箔接着が、ポンド剪断単位で測定された。ＫＯＶＡＲ
加熱要素の６つのサンプルが調製され、ＢｅＯセラミック本体への箔接着が、ポンド剪断
単位で測定された。ＢｅＯ基板と接触する箔の表面積は、モリブデン（Ｍｏ）およびＫＯ
ＶＡＲタイプ加熱要素サンプルの両方に関して、各側面上で約０．１７ｉｎ２であった。
較正されたロードセルが、室温で２００ｋｐｓｉ／ｍｉｎの負荷率において圧縮力を測定
するために使用された。サンプルは、剪断力をシミュレートするように、第１の板の底縁
および第２の板の上縁上に装填された。異なるモリブデン（Ｍｏ）およびＫＯＶＡＲ加熱
要素の箔接着結果は、以下の表６に示される。
【表6】
【0069】
図１５では、サンプル毎の最大達成接着がプロットされた。モリブデン（Ｍｏ）加熱要
素のサンプル２は、約３００ポンド剪断の最大接着を達成した。ＫＯＶＡＲ加熱要素のサ
ンプル３－５は全て、ロードセルが測定を停止する上限である、約１，０８８ポンド剪断
を上回る最大接着を達成した。
素のサンプル２は、約３００ポンド剪断の最大接着を達成した。ＫＯＶＡＲ加熱要素のサ
ンプル３－５は全て、ロードセルが測定を停止する上限である、約１，０８８ポンド剪断
を上回る最大接着を達成した。
【0070】
本開示は、例示的実施形態を参照して説明されている。明白なこととして、修正および
改変が、上述した詳細な説明を熟読および理解することに応じて、他者に想起される。本
開示は、添付の特許請求の範囲またはそれらの均等物の範囲内である限りにおいて、全て
のそのような修正および改変を含むものとして解釈されることが意図される。
改変が、上述した詳細な説明を熟読および理解することに応じて、他者に想起される。本
開示は、添付の特許請求の範囲またはそれらの均等物の範囲内である限りにおいて、全て
のそのような修正および改変を含むものとして解釈されることが意図される。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【手続補正書】
【提出日】2022-02-10
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
酸化ベリリウムを備える天板と、
酸化ベリリウムを備える基礎板と、
第１の表面、前記第１の表面の反対側の第２の表面、および前記第１の表面と前記第２の表面との間の厚さを有し、前記天板と前記基礎板との間に配置される、酸化ベリリウムセラミック本体と、
耐熱金属化層から形成され、前記第１の表面に接合され、前記天板と前記基礎板との間に埋め込まれている、第１の加熱要素と、
前記耐熱金属化層から形成され、前記第２の表面に接合され、前記天板と前記基礎板との間に埋め込まれている、第２の加熱要素と、
を備え、
前記第１の加熱要素は第１の加熱器端子に接続され、前記第２の加熱要素は第２の加熱器端子に接続される、二重ゾーン一体抵抗加熱器。
酸化ベリリウムを備える基礎板と、
第１の表面、前記第１の表面の反対側の第２の表面、および前記第１の表面と前記第２の表面との間の厚さを有し、前記天板と前記基礎板との間に配置される、酸化ベリリウムセラミック本体と、
耐熱金属化層から形成され、前記第１の表面に接合され、前記天板と前記基礎板との間に埋め込まれている、第１の加熱要素と、
前記耐熱金属化層から形成され、前記第２の表面に接合され、前記天板と前記基礎板との間に埋め込まれている、第２の加熱要素と、
を備え、
前記第１の加熱要素は第１の加熱器端子に接続され、前記第２の加熱要素は第２の加熱器端子に接続される、二重ゾーン一体抵抗加熱器。
【請求項2】
前記耐熱金属化層は、モリブデンまたはタングステンを含有する、請求項１に記載の二重ゾーン一体抵抗加熱器。
【請求項3】
前記耐熱金属化層は、ＭｏＳｉ２またはモリ－マンガンを含有する、請求項２に記載の二重ゾーン一体抵抗加熱器。
【請求項4】
前記第１の加熱要素は第１の温度ゾーンを提供するように構成され、前記第２の加熱要素は第２の温度ゾーンを提供するように構成される、請求項１に記載の二重ゾーン一体抵抗加熱器。
【請求項5】
前記第２の加熱要素から独立して前記第１の加熱要素を制御するための前記第１及び第２の加熱器端子に接続される少なくとも１つの電源をさらに備える、請求項１に記載の二重ゾーン一体抵抗加熱器。
【請求項6】
前記第１及び第２の加熱要素は、スクリーン印刷、ロールコーティング、またはエアブラシ法を使用して印刷される、請求項１に記載の二重ゾーン一体抵抗加熱器。
【請求項7】
前記第１及び第２の加熱要素は並列で接続される、請求項１に記載の二重ゾーン一体抵抗加熱器。
【請求項8】
前記ＢｅＯセラミック本体は、正方形の板、長方形の板、プラテン、円盤、管、中実ロッド、またはバーの形状である、請求項１に記載の二重ゾーン一体抵抗加熱器。
【請求項9】
前記第１の加熱要素は、螺旋、一連の実質的に同心の円、またはジグザグの形状でパターン化される、請求項１に記載の二重ゾーン一体抵抗加熱器。
【請求項10】
二重ゾーン一体抵抗加熱器を形成する方法であって、
酸化ベリリウムセラミック本体の第１の表面または第２の表面上に耐熱金属化塗料を塗布することにより、第１の加熱要素を形成すること、
前記酸化ベリリウムセラミック本体の前記第１の表面または前記第２の表面のうちのもう一方の表面上に前記耐熱金属化塗料を塗布することにより、第２の加熱要素を形成すること、ここで、前記酸化ベリリウムセラミック本体は、酸化ベリリウムを備える天板と酸化ベリリウムを備える基礎板との間に配置される、並びに
前記第１の加熱要素を第１の加熱器端子に接続し、前記第２の加熱要素を第２の加熱器端子に接続すること、ここで、前記第１の加熱要素が前記第２の加熱要素から独立して給電される、
を含む、前記方法。
酸化ベリリウムセラミック本体の第１の表面または第２の表面上に耐熱金属化塗料を塗布することにより、第１の加熱要素を形成すること、
前記酸化ベリリウムセラミック本体の前記第１の表面または前記第２の表面のうちのもう一方の表面上に前記耐熱金属化塗料を塗布することにより、第２の加熱要素を形成すること、ここで、前記酸化ベリリウムセラミック本体は、酸化ベリリウムを備える天板と酸化ベリリウムを備える基礎板との間に配置される、並びに
前記第１の加熱要素を第１の加熱器端子に接続し、前記第２の加熱要素を第２の加熱器端子に接続すること、ここで、前記第１の加熱要素が前記第２の加熱要素から独立して給電される、
を含む、前記方法。
【請求項11】
前記塗布は、前記加熱要素をスクリーン印刷、ロールコーティング、またはエアブラッシングすることによって行われる、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記第１の加熱要素は、螺旋、一連の実質的に同心の円、またはジグザグの形状を有す
るパターンで形成される、請求項１０に記載の方法。
るパターンで形成される、請求項１０に記載の方法。
【請求項13】
前記金属化塗料は、モリブデンまたはタングステンを含有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項14】
前記金属化塗料は、ＭｏＳｉ２またはモリ－マンガンを含有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
加熱の方法であって、
金属箔または金属化塗料から形成される第１の加熱要素に電流を通過させること、ここで、前記第１の加熱要素は、酸化ベリリウムセラミック本体の第１の表面上に位置する；
前記金属化塗料から形成される第２の加熱要素に電流を通過させること、ここで、前記第２の加熱要素は、前記酸化ベリリウムセラミック本体の第２の表面上に位置し、前記第２の表面は前記第１の表面の反対側であり、前記酸化ベリリウムセラミック本体は、酸化ベリリウムを備える天板と酸化ベリリウムを備える基礎板との間に配置され、前記第１の加熱要素は第１の加熱器端子に接続され、前記第２の加熱要素は第２の加熱器端子に接続される；
前記第２の加熱要素から独立して前記第１の加熱要素に給電して、第１及び第２の温度ゾーンを提供すること；
を含む、前記方法。
金属箔または金属化塗料から形成される第１の加熱要素に電流を通過させること、ここで、前記第１の加熱要素は、酸化ベリリウムセラミック本体の第１の表面上に位置する；
前記金属化塗料から形成される第２の加熱要素に電流を通過させること、ここで、前記第２の加熱要素は、前記酸化ベリリウムセラミック本体の第２の表面上に位置し、前記第２の表面は前記第１の表面の反対側であり、前記酸化ベリリウムセラミック本体は、酸化ベリリウムを備える天板と酸化ベリリウムを備える基礎板との間に配置され、前記第１の加熱要素は第１の加熱器端子に接続され、前記第２の加熱要素は第２の加熱器端子に接続される；
前記第２の加熱要素から独立して前記第１の加熱要素に給電して、第１及び第２の温度ゾーンを提供すること；
を含む、前記方法。
【請求項16】
前記セラミック本体は、円盤、正方形、プラテン、管、中実ロッド、またはバーの形状である、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記第１及び第２の加熱要素は、ニッケル合金、タングステン、モリブデン、もしくは白金および白金の合金のうちの１つを含む金属箔、または、モリブデンもしくはタングステンを含有する金属化塗料から形成される、請求項１５に記載の方法。
【請求項18】
前記第１の温度ゾーンが、６０℃～３１０℃の最大温度及び７４Ｗ～３２０Ｗの最大電力出力により特徴付けられる、請求項４に記載の二重ゾーン一体抵抗加熱器。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0070】
本開示は、例示的実施形態を参照して説明されている。明白なこととして、修正および改変が、上述した詳細な説明を熟読および理解することに応じて、他者に想起される。本開示は、添付の特許請求の範囲またはそれらの均等物の範囲内である限りにおいて、全てのそのような修正および改変を含むものとして解釈されることが意図される。
本発明の具体的態様は以下のとおりである。
[態様１]
第１の表面および第２の表面を有する、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）セラミック本体と、
耐熱金属化層から形成され、前記酸化ベリリウムセラミック本体の前記第１の表面または前記第２の表面のいずれかに接合される、第１の加熱要素と
を備える、一体抵抗加熱器。
[態様２]
前記耐熱金属化層は、モリブデンまたはタングステンを含有する、態様１に記載の一体抵抗加熱器。
[態様３]
前記耐熱金属化層は、ＭｏＳｉ ２ またはモリ－マンガンを含有する、態様２に記載の一体抵抗加熱器。
[態様４]
酸化ベリリウムセラミック天板と、酸化ベリリウムセラミック基礎板とをさらに備え、前記酸化ベリリウムセラミック本体は、前記天板と前記基礎板との間に配置される、態様１に記載の一体抵抗加熱器。
[態様５]
前記ＢｅＯセラミック本体の前記第１の加熱要素に接続される加熱器端子をさらに備える、態様１に記載の一体抵抗加熱器。
[態様６]
前記第１の加熱要素を制御するための前記加熱器端子に接続される電源をさらに備える、態様５に記載の一体抵抗加熱器。
[態様７]
前記第１の加熱要素は、スクリーン印刷、ロールコーティング、またはエアブラシ法を使用して印刷される、態様１に記載の一体抵抗加熱器。
[態様８]
前記第１の加熱要素は、前記ＢｅＯセラミック本体の前記第１の表面に接合され、第２の加熱要素は、前記ＢｅＯセラミック本体の前記第２の表面に接合される、態様１に記載の一体抵抗加熱器。
[態様９]
前記ＢｅＯセラミック本体は、正方形の板、長方形の板、プラテンもしくは円盤、または管、または、中実ロッドもしくはバーの形状である、態様１に記載の一体抵抗加熱器。
[態様１０]
前記第１の加熱要素は、螺旋、一連の実質的に同心の円、またはジグザグの形状でパターン化される、態様１に記載の一体抵抗加熱器。
[態様１１]
前記ＢｅＯセラミック本体は、管の形態であり、第１の端子は、前記管の第１の端部上に存在し、第２の端子は、前記管の第２の端部上に存在し、前記加熱要素は、前記第１の端子に接続される第１の端部を有し、かつ前記第２の端子に接続される第２の端部を有し、前記第１の表面は、前記管の外部表面である、態様１に記載の一体抵抗加熱器。
[態様１２]
酸化ベリリウムセラミック本体の第１の表面または第２の表面上に耐熱金属化塗料を塗布することにより、第１の加熱要素を形成することを含む、一体抵抗加熱器を形成する方法。
[態様１３]
前記印刷は、前記加熱要素をスクリーン印刷、ロールコーティング、またはエアブラッシングすることによって行われる、態様１２に記載の方法。
[態様１４]
前記第１の加熱要素は、螺旋、一連の実質的に同心の円、またはジグザグの形状を有す
るパターンで形成される、態様１２に記載の方法。
[態様１５]
前記金属化塗料は、モリブデンまたはタングステンを含有する、態様１２に記載の一体抵抗加熱器。
[態様１６]
前記金属化塗料は、ＭｏＳｉ ２ またはモリ－マンガンを含有する、態様１５に記載の一体抵抗加熱器。
[態様１７]
金属箔または金属化塗料から形成される加熱要素に電流を通過させることを含み、前記加熱要素は、酸化ベリリウムセラミック本体上に位置する、加熱の方法。
[態様１８]
前記セラミック本体は、円盤、正方形、プラテン、もしくは管、または中実ロッドもしくはバーの形状である、態様１７に記載の方法。
[態様１９]
前記加熱要素は、ニッケル合金、タングステン、モリブデン、もしくは白金および白金の合金のうちの１つを含む金属箔、または、モリブデンもしくはタングステンを含有する金属化塗料から形成される、態様１７に記載の方法。
[態様２０]
酸化ベリリウムを備える天板と、
酸化ベリリウムを備える基礎板と、
前記天板と前記基礎板との間に位置する加熱要素と
を備える一体抵抗加熱器。
本発明の具体的態様は以下のとおりである。
[態様１]
第１の表面および第２の表面を有する、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）セラミック本体と、
耐熱金属化層から形成され、前記酸化ベリリウムセラミック本体の前記第１の表面または前記第２の表面のいずれかに接合される、第１の加熱要素と
を備える、一体抵抗加熱器。
[態様２]
前記耐熱金属化層は、モリブデンまたはタングステンを含有する、態様１に記載の一体抵抗加熱器。
[態様３]
前記耐熱金属化層は、ＭｏＳｉ ２ またはモリ－マンガンを含有する、態様２に記載の一体抵抗加熱器。
[態様４]
酸化ベリリウムセラミック天板と、酸化ベリリウムセラミック基礎板とをさらに備え、前記酸化ベリリウムセラミック本体は、前記天板と前記基礎板との間に配置される、態様１に記載の一体抵抗加熱器。
[態様５]
前記ＢｅＯセラミック本体の前記第１の加熱要素に接続される加熱器端子をさらに備える、態様１に記載の一体抵抗加熱器。
[態様６]
前記第１の加熱要素を制御するための前記加熱器端子に接続される電源をさらに備える、態様５に記載の一体抵抗加熱器。
[態様７]
前記第１の加熱要素は、スクリーン印刷、ロールコーティング、またはエアブラシ法を使用して印刷される、態様１に記載の一体抵抗加熱器。
[態様８]
前記第１の加熱要素は、前記ＢｅＯセラミック本体の前記第１の表面に接合され、第２の加熱要素は、前記ＢｅＯセラミック本体の前記第２の表面に接合される、態様１に記載の一体抵抗加熱器。
[態様９]
前記ＢｅＯセラミック本体は、正方形の板、長方形の板、プラテンもしくは円盤、または管、または、中実ロッドもしくはバーの形状である、態様１に記載の一体抵抗加熱器。
[態様１０]
前記第１の加熱要素は、螺旋、一連の実質的に同心の円、またはジグザグの形状でパターン化される、態様１に記載の一体抵抗加熱器。
[態様１１]
前記ＢｅＯセラミック本体は、管の形態であり、第１の端子は、前記管の第１の端部上に存在し、第２の端子は、前記管の第２の端部上に存在し、前記加熱要素は、前記第１の端子に接続される第１の端部を有し、かつ前記第２の端子に接続される第２の端部を有し、前記第１の表面は、前記管の外部表面である、態様１に記載の一体抵抗加熱器。
[態様１２]
酸化ベリリウムセラミック本体の第１の表面または第２の表面上に耐熱金属化塗料を塗布することにより、第１の加熱要素を形成することを含む、一体抵抗加熱器を形成する方法。
[態様１３]
前記印刷は、前記加熱要素をスクリーン印刷、ロールコーティング、またはエアブラッシングすることによって行われる、態様１２に記載の方法。
[態様１４]
前記第１の加熱要素は、螺旋、一連の実質的に同心の円、またはジグザグの形状を有す
るパターンで形成される、態様１２に記載の方法。
[態様１５]
前記金属化塗料は、モリブデンまたはタングステンを含有する、態様１２に記載の一体抵抗加熱器。
[態様１６]
前記金属化塗料は、ＭｏＳｉ ２ またはモリ－マンガンを含有する、態様１５に記載の一体抵抗加熱器。
[態様１７]
金属箔または金属化塗料から形成される加熱要素に電流を通過させることを含み、前記加熱要素は、酸化ベリリウムセラミック本体上に位置する、加熱の方法。
[態様１８]
前記セラミック本体は、円盤、正方形、プラテン、もしくは管、または中実ロッドもしくはバーの形状である、態様１７に記載の方法。
[態様１９]
前記加熱要素は、ニッケル合金、タングステン、モリブデン、もしくは白金および白金の合金のうちの１つを含む金属箔、または、モリブデンもしくはタングステンを含有する金属化塗料から形成される、態様１７に記載の方法。
[態様２０]
酸化ベリリウムを備える天板と、
酸化ベリリウムを備える基礎板と、
前記天板と前記基礎板との間に位置する加熱要素と
を備える一体抵抗加熱器。
【外国語明細書】