特許 7379372 オールアルミニウムヒーター

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-06

(45)【発行日】2023-11-14

(54)【発明の名称】オールアルミニウムヒーター

(51)【国際特許分類】

   H05B 3/26 20060101AFI20231107BHJP

   H05B 3/02 20060101ALI20231107BHJP

   H05B 3/12 20060101ALI20231107BHJP

   H05B 3/28 20060101ALI20231107BHJP

【ＦＩ】

H05B3/26

H05B3/02 B

H05B3/12 A

H05B3/28

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2020558053

(86)(22)【出願日】2019-04-17

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-08-30

(86)【国際出願番号】 US2019027865

(87)【国際公開番号】W WO2019204433

(87)【国際公開日】2019-10-24

【審査請求日】2022-03-23

(31)【優先権主張番号】62/658,768

(32)【優先日】2018-04-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】502137880

【氏名又は名称】ワトロー エレクトリック マニュファクチュアリング カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100083895

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100175983

【弁理士】

【氏名又は名称】海老 裕介

(72)【発明者】

【氏名】マルガヴィオ， パトリック

(72)【発明者】

【氏名】イングリッシュ， カート

【審査官】杉浦 貴之

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１４－５０２４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０１２１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００４－５２８６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００８／０６５９３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００４－０３１６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０２６０８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２２５２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１５７４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１４４４５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ３／２６

Ｈ０５Ｂ ３／０２

Ｈ０５Ｂ ３／１２

Ｈ０５Ｂ ３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

セラミック基板と、
アルミニウム材料からなる加熱層であって、当該加熱層がヒーターとしても結合層としても機能するように、該アルミニウム材料が該セラミック基板に気密接合され且つファイブナインの純度を有している、加熱層と、
を含むヒーター。

【請求項2】

経路層と、
該加熱層を該経路層に接続する複数の第１のビアと、
をさらに備える、請求項１に記載のヒーター。

【請求項3】

該経路層および該複数の第１のビアは、該アルミニウム材料でできている、請求項２に記載のヒーター。

【請求項4】

該経路層を該セラミック基板の表面に接続する複数の第２のビアをさらに含み、該複数の第２のビアは該アルミニウム材料でできている、請求項２に記載のヒーター。

【請求項5】

該セラミック基板が窒化アルミニウム（ＡｌＮ）でできている、請求項１に記載のヒーター。

【請求項6】

該セラミック基板は、該アルミニウム材料によって結合された複数のプレート部材を含む、請求項１に記載のヒーター。

【請求項7】

該複数のプレート部材が、第１のプレート部材と、複数の第１のビアが貫通して延びる第２のプレート部材とを含み、該加熱層が該第１のプレート部材と該第２のプレート部材との間に配置されている、請求項６に記載のヒーター。

【請求項8】

該第２のプレート部材と第３のプレート部材との間に配置され、該複数の第１のビアと接触する経路層をさらに備える、請求項７に記載のヒーター。

【請求項9】

該複数のプレート部材が、第１のプレート部材、複数の第１のビアが貫通して延びる第２のプレート部材、及び複数の第２のビアが貫通して延びる第３のプレート部材を含み、該加熱層が該第１のプレート部材と該第２のプレート部材との間に配置されている、請求項６に記載のヒーター。

【請求項10】

該複数の第１のビアおよび該複数の第２のビアが該アルミニウム材料からなり、該第３のプレート部材が、該複数の第２のビア内の該アルミニウム材料によって、該第２のプレート部材に結合されている、請求項９に記載のヒーター。

【請求項11】

該第２のプレート部材と該第３のプレート部材との間に配置されて、該複数の第１のビアおよび該複数の第２のビアと接触している経路層をさらに備える、請求項１０に記載のヒーター。

【請求項12】

該複数の第２のビアに結合された端子ワイヤをさらに備える、請求項９に記載のヒーター。

【請求項13】

該複数のプレート部材の隣接する表面の表面粗さが１００ｎｍから５μｍの間である、請求項６から１２のいずれか一項に記載のヒーター。

【請求項14】

該セラミック基板が、第１のプレート部材および第２のプレート部材を含み、
該加熱層が、該第１のプレート部材に配置されており、
経路層および複数の第１のビアが該第２のプレート部材に配置されており、
該第１のプレート部材および該第２のプレート部材は窒化アルミニウムでできており、
該加熱層、該経路層、および該複数の第１のビアは、アルミニウム材料でできており、
該第１のプレート部材および第２のプレート部材は、該アルミニウム材料によって互いに結合されている、請求項１に記載のヒーター。

【請求項15】

複数の第２のビアが貫通して延びる第３のプレート部材をさらに備え、該第３のプレート部材は窒化アルミニウムでできており、該複数の第２のビアは該アルミニウム材料でできており、該第３のプレート部材は該複数の第２のビア内の該アルミニウム材料によって該第２のプレート部材に結合されている、請求項１４に記載のヒーター。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、２０１８年４月１７日に提出された米国仮出願番号６２／６５８，７６８の優先権を主張する。上記米国出願の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示は概して電気ヒーターに関し、より具体的には、セラミック基板ヒーターおよびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0003】

この項での記述は、本開示に関連する背景情報を提供するだけであり、必ずしも公知技術を構成するものではない。

【0004】

典型的なセラミック基板ヒーターは、一般に、セラミック基板と、セラミック基板内に埋め込まれた抵抗加熱要素とを含む。抵抗加熱要素によって生成された熱は、セラミック材料の優れた熱伝導性のために、セラミック基板の近くに配置された加熱ターゲットに迅速に伝達することができる。

【0005】

しかしながら、セラミック材料は、濡れ性が悪いため、金属材料に結合するのが難しいことが知られている。セラミック材料および金属材料の多くは非濡れ性であり、これにより溶融金属が毛細管圧に逆らってセラミック材料の細孔内に流入して、それらの間を良好に結合することが困難になる。抵抗加熱要素の熱膨張係数（ＣＴＥ）がセラミック基板のＣＴＥと大きく異なる場合、セラミック基板と抵抗加熱要素の間の結合が悪化する可能性がある。したがって、セラミック基板と抵抗加熱要素との間の界面に亀裂またはエアギャップが生じ、それにより、セラミック材料を介しての抵抗加熱要素から加熱ターゲットへの熱伝達に悪影響を与える可能性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本開示は、とりわけ、セラミック基板に抵抗加熱要素を形成することに関する問題を扱う。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一形態において、ヒーターは、セラミック基板と、アルミニウム材料からなる加熱層とを含む。一変形形態では、ヒーターは、経路層と、加熱層を経路層に接続する複数の第１のビアとを備える。いくつかの形態では、経路層および複数の第１のビアは、アルミニウム材料でできている。少なくとも１つの形態では、ヒーターは、経路層をセラミック基板の表面に接続する複数の第２のビアをさらに含み、複数の第２のビアはアルミニウム材料でできている。本開示のいくつかの態様では、セラミック基板は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）でできている。別の変形例では、セラミック基板は、アルミニウム材料によって結合された複数のプレート部材を含む。

【0008】

他の形態では、複数のプレート部材は、加熱層が配置されている第１のプレート部材と、アルミニウム材料から作製された複数の第１のビアが貫通して延びる第２のプレート部材とを含む。いくつかの態様では、経路層は、第２のプレート部材に配置され、複数の第１のビアと接触している。他の態様では、複数のプレート部材は、加熱層が配置された第１のプレート部材と、複数の第１のビアが貫通して延びる第２のプレート部材と、複数の第２のビアが貫通して延びる第３のプレート部材とを含む。

【0009】

一形態では、複数の第１のビアおよび複数の第２のビアはアルミニウム材料から作製され、第３のプレート部材は複数の第２のビア内のアルミニウム材料によって第２のプレート部材に結合される。いくつかの態様では、経路層は、第２のプレート部材に配置され、複数の第１のビアおよび複数の第２のビアと接触している。本開示の少なくとも１つの態様では、ヒーターは、複数の第２のビアに結合された端子ワイヤを含む。いくつかの態様において、複数のプレート部材の隣接する表面の表面粗さは、１００ｎｍから５μｍの間である。

【0010】

少なくとも1つの形態では、セラミック基板は、第１のプレート部材と第２のプレート部材とを含み、加熱層は第１のプレート部材に配置され、経路層と複数の第１のビアは第２のプレート部材に配置される。また、第１のプレート部材および第２のプレート部材は窒化アルミニウムでできており、加熱層、経路層、および複数の第１ビアはアルミニウム材料でできており、第１のプレート部材および第２のプレート部材は、アルミニウム材料により結合されている。。

【0011】

本開示のいくつかの態様では、第３のプレート部材が含まれ、複数の第２のビアが第３のプレート部材を貫通して延びる。このような態様では、第３のプレート部材は窒化アルミニウムでできており、複数の第２のビアはアルミニウム材料でできており、第３のプレート部材は、複数の第２のビアのアルミニウム材料によって第２のプレート部材に結合されている。

【0012】

適用可能な更なる領域は、本明細書の説明から明らかになるであろう。この説明および特定の例は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。

【0013】

本開示は、詳細な説明および添付の図面からより完全に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本開示の教示に従って作られたセラミックヒーターの断面図である。

【0015】

【図2】本開示の教示に従ってセラミックヒーターを製造する方法のフローチャートである。

【0016】

【図3A】本開示の教示に従って、それぞれ、第１のトレンチ、第１のビアホール、および第２のビアホールを備えた、第１のプレート部材、第２のプレート部材、および第３のプレート部材を準備するステップを示す。

【0017】

【図3B】本開示の教示に従って、第２のプレート部材を第１のプレート部材に結合するステップを示す。

【0018】

【図3C】本開示の教示に従って、第３のプレート部材を第１および第２のプレート部材のアセンブリに結合するステップを示す。

【0019】

【図3D】本開示の教示に従って、第３のプレート部材の第２のビアに端子ワイヤを結合するステップを示す。

【0020】

【図4】本開示の教示に従って作られた、複数の加熱層および位置合わせ穴を有する第１のプレート部材の変形例の斜視図である。

【0021】

対応する参照番号は、添付図面のいくつかの図にわたって対応する部分を示す。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下の説明は、本質的には単なる例示であり、本開示、応用、または使用を制限することを意図するものではない。

【0023】

図１に示されるように、本開示の教示に従って製造されたセラミックヒーター１０は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などのセラミック材料で作られた基板１２、熱を生成するための加熱層１４、あるいは経路層１６、複数の第１のビア１８、および複数の第２のビア２０を含む。経路層１６が含まれる場合、第１のビア１８は、加熱層１４を経路層１６に接続するために、加熱層１４と経路層１６との間に配置される。また第２のビア２０は、経路層１６を端子ワイヤ２２に接続するために、経路層１６の（図１において）下において基板１２の中央領域に配置される。セラミックヒーター１０は、半導体加工で支持ペデスタルの一部として使用され得る。

【0024】

基板１２は平板状であり、上に載せられる加熱ターゲットを加熱するための上面３０と、端子ワイヤ２２が延びる底面３２とを画定している。支持ペデスタルを形成するために、管状シャフト（図示せず）をセラミックヒーター１０の底面３２に結合し、端子ワイヤ２２を取り囲むようにすることができる。基板１２は、複数のプレート部材３４、３６、３８を含むことができる。例示的な例では、３つのプレート部材３４、３６、３８が示されているが、基板１２は、任意の数のプレート部材を含むことができる。第１のプレート部材３４と第２のプレート部材３６の間、および第２のプレート部材３６と第３のプレート部材３８の間の隣接する表面の表面粗さは、５μｍ未満、特に１００ｎｍから５μｍの間である。

【0025】

加熱層１４は、第１のプレート部材３４に配置される。経路層１６および第１のビア１８は、第２のプレート部材３６に配置される。第２のビア２０は、第３のプレート部材３８に配置され、第３のプレート部材３８を貫通して延びる。加熱層１４、経路層１６、第１および第２のビア１８、２０は、すべてアルミニウム材料からできているようにすることができる。しかしながら、加熱層１４は、本開示の範囲内において、第１のプレート部材３４上にまたは部分的に第１のプレート部材３４内に配置され得ることを理解されたい。同様に、経路層１６は、本開示の範囲内において、その上または中に、あるいはそれらの組み合わせで配置され得る。

【0026】

あるいは、加熱層１４、経路層１６、第１のビアおよび第２のビアのうちの１つまたは複数は、アルミニウム材料からなるものとすることができ、残りは、本開示の範囲から逸脱することなく、他の金属材料からなるものとすることができる。加熱層１４、経路層１６、第１のビアおよび第２のビア１８、２０がすべてアルミニウム材料からなるものである場合、これらの層／ビアと基板１２との間に気密結合が形成され、それにより一般的なセラミックヒーターで必要となる気密処理の必要性を排除する。アルミニウム材料の使用によりアルミニウム材料とセラミック材料との間に生じる気密結合については、以下でより詳細に説明する。

【0027】

アルミニウム材料は、高温で発熱体として動作するために必要な抵抗温度係数（ＴＣＲ）を備えている。ＴＣＲは、温度が上昇すると電気抵抗率が上昇する材料の特性を表す。アルミニウムは、合金組成（たとえば、純度ファイブナイン、７０７２、６０６１、５４５６など）に応じて、室温で２．６５×１０^－８～５．９×１０^－８Ω－ｍの範囲の抵抗率を有し、４２９０×１０^－６／℃のＴＣＲを有する。アルミニウムの抵抗率は高温で大幅に増加するため、アルミニウムは発熱体に適している。５４５６（ＡｌＭｇ５Ｍｎ１、Ａ９５４５６）アルミニウムなどのアルミニウム合金は、室温での抵抗率が高く、高温での抵抗率も高いため、純アルミニウムよりも使用され得る。

【0028】

加熱層１４は、５から２００μｍの間の厚さを有し得る。経路層１６は加熱層１４よりも厚くされ、加熱層１４に加熱を集中させて経路層１６における加熱を低減するようにされている。

【0029】

図２および図３Ａに示すように、セラミックヒーター１０を製造する方法５０は、ステップ５２において、第１のトレンチ４０を有する第１のプレート部材３４、第１のビアホール４２を有する第２のプレート部材３６、および第２のビアホール４４を有する第３のプレート部材３８を準備することから始まる。あるいは、第２のプレート部材３６は、このステップにおいて、第１のビアホール４２および第２のトレンチ４６の両方を有するように形成され得る。第１のトレンチ４０は、加熱層１４の形状を画定するために使用されるので、第１のトレンチ４０の形状は、加熱層１４に一定または変化し得る所定の厚さを提供するために正確に制御される必要がある。第１のトレンチ４０は、同じ厚さの加熱層１４を形成するために、５から２００μｍの範囲の厚さを有することができる。

【0030】

次に、ステップ５４において、第１のプレート部材３４の第１のトレンチ４０、第２のプレート部材３６の第１のビアホール４２、および第３のプレート部材３８の第２のビアホール４４にアルミニウム材料が供給される。第１のトレンチ４０内にアルミニウム材料を供給するのに、アルミニウム材料は、アルミホイル、アルミニウム粉末、または第１のトレンチ４０内に配置することができる任意の他の固体形態の形態であり得る。第１のビアホール４２および第２のビアホール４４にアルミニウム材料を供給するために、アルミニウム材料は、第１および第２のビアホール４２、４４に挿入されるアルミニウムロッドの形態であり得る。あるいは、アルミニウム材料は、とりわけ、スパッタリング、堆積、コールドスプレー、陰極アーク堆積、または他の薄膜プロセスによってアルミニウム粉末を第１のトレンチ４０、第１のビアホール４２、および第２のビアホール４４に供給することにより設けられ得る。本明細書に記載のアルミニウム材料は、必ずしも加熱層１４、ビア４２、４４、および経路層１６に対して同じアルミニウム材料である必要はなく、本開示の範囲内において、加熱層等のそれぞれにおいて異なるアルミニウム材料／組成物を使用できる。

【0031】

その後、ステップ５６において、第１のプレート部材３４、第２のプレート部材３６、および第３のプレート部材３８は、熱プロセスに供されて、第１のプレート部材３４内の加熱層１４、第２のプレート部材３６を貫通して延びる第１のビア１８、第３のプレート部材３８を貫通して延びる第２のビア２０を形成する。熱プロセスは、１．３３×１０^－３Ｐａ（１０^－５Ｔｏｒｒ）～１．３３×１０^－５Ｐａ（１０^－７Ｔｏｒｒ）の真空中、または０．１～６．４ＭＰａの圧力で、６６０℃～１１００℃で約１０～９０分実行される。

【0032】

熱プロセスでは、アルミニウム材料はアルミニウム材料の融点を超えて加熱されて溶融される。溶融アルミニウム材料は、アルミニウム組成物をセラミック材料、特に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）に結合するための良好な濡れ性を有する。したがって、溶融アルミニウムは、第１のトレンチ４０、第１のビアホール４２、および第２のビアホール４４を完全に埋めることができ、第１のトレンチ４０、第１のビアホール４２、および第２のビアホール４４の形状に一致する。溶融アルミニウムが固化すると、アルミニウム材料は、第１のトレンチ４０の壁、および第１および第２のビアホール４２、４４の壁に完全に結合され、その結果、アルミニウム材料と第１のトレンチ４０の壁、第１のビアホール４２の壁、および第２のビアホール４４の壁との間に気密結合が形成される。第１のトレンチ４０内のアルミニウム材料は、加熱層１４を形成する。第１のビアホール４２内のアルミニウム材料は、第１のビア１８を形成する。第２のビアホール４４のアルミニウム材料は、第２のビア２０を形成する。

【0033】

セラミック材料との改善された結合に加えて、アルミニウム材料を使用して加熱層１４、経路層１６、および第１および第２のビア１８、２０を形成することは、加熱層１４、経路層１６、および第１および第２のビア１８、２０の抵抗および形状をよりよく制御できるという利点を有する。例えば、ＡｌＮセラミック内にモリブデン厚膜またはモリブデンロッドを使用する典型的なビア成形方法では、結合プロセスにおいてほとんどの場合にアルミナイドが形成される。したがって、ビアの抵抗と形状を決定して制御することは困難である。

【0034】

第１のトレンチ４０および第１のビア１８内の溶融アルミニウムが固化した後、ステップ５８において第２のプレート部材３６が第１のプレート部材３４に結合される。図３Ｂに示されるように、第２のプレート部材３６が第１のプレート部材３４に結合されるときに、第１のビア１８は加熱層１４と接触する。

【0035】

第１および第２のプレート部材３４、３６の間の結合を容易にするために、第１および第２のプレート部材３４、３６は、任意選択的に、第１および第２のプレート部材３４、３６の一方または両方の周辺に沿ってそれらの隣接する表面に少なくとも１つの結合トレンチ（図示せず）を有するように構成され得る。結合トレンチは、第１および第２のプレート部材３４、３６を一緒に結合するために使用されるアルミニウム材料で満たされて、追加の気密結合を提供する。結合トレンチは、本出願人に共に譲渡された「結合トレンチを備えたセラミックアルミニウムアセンブリ（CERAMIC-ALUMINUM ASSEMBLY WITH BONDING TRENCHES）」と題された同時係属中の米国出願第１５／９５５，４３１号に記載されており、その内容は全体的に、参照により本明細書に組み込まれる。

【0036】

アルミニウム材料および結合トレンチを使用して第１および第２のプレート部材３４、３６を結合するために、隣接する表面に沿った第１のプレート部材３４と第２のプレート部材３６との間の間隔は５μｍ未満である。第１および第２のプレート部材３４、３６は、固体アルミニウム材料と接触するようにして接合される。力と熱が、固体アルミニウム材料の融点より高温でアセンブリに加えられ、固体アルミニウム材料が結合トレンチに流れ込むようにする。追加の熱が、結合トレンチが形成されている第１のプレート部材３４または第２のプレート部材３６の濡れ温度以上でアセンブリに加えられ、第１のプレート部材３４を第２のプレート部材３６に結合する。アセンブリが冷却された後、溶融アルミニウムは固化し、第１および第２のプレート部材３４、３６を一緒に結合して、それらの間に気密結合を形成する。

【0037】

次に、ステップ６０で、第２のプレート部材３６に第２のトレンチ４６を形成する。次に、ステップ６２で、アルミニウム材料が第２のプレート部材の第２のトレンチ４６に供給される。同様にステップ６４において、第２のプレート部材３６およびアルミニウム材料が別の熱プロセスにかけられて、第２のプレート部材３６の第２のトレンチ４６内に経路層１６を形成する。この熱プロセスは、ステップ５６で説明したものと同様である。

【0038】

あるいは、前述のように、第２のプレート部材３６は、アルミニウム材料が供給される前に、ステップ５２で第１のビアホール４２および第２のトレンチ４６を備えるように形成され得る。アルミニウム材料は、第１のビアホール４２および第２のトレンチ４６に同時に供給されてアセンブリ全体が熱プロセスにかけられる。

【0039】

次に、ステップ６６において第３のプレート部材３８が第２のプレート部材３６に結合される。図３Ｃに示されるように、第３のプレート部材３８の第２のビア２０は、第２のプレート部材３６の経路層１６と接触する。最後に、ステップ６８において、図３Ｄに示されるように、端子ワイヤ２２が第３のプレート部材３８の第２のビア２０に結合される。端子ワイヤ２２は、端子ワイヤ２２を第２のビア２０にろう付けまたは溶接することによって冶金学的に、または充填されたアルミニウムをタッピングすることによって機械的に第２のビア２０に結合することができる。

【0040】

図４には、変形例である第１のプレート部材７０が示されており、このプレート部材７０は複数の加熱層７２と、アルミニウムロッドまたはアルミニウム材料を配置するための複数の位置合わせ穴７４とを有しており、アルミニウムロッドまたはアルミニウム材料は加熱層７２を対応する経路層に接続するために挿入される。

【0041】

本開示のセラミックヒーターでは、加熱層はアルミニウムまたはアルミニウム合金でできているが、この材料は高温での機械的特性が低く、セラミックとはＣＴＥが著しく異なるため、通常、加熱要素として使用されないものである。通常は、ＡｌＮのＣＴＥと一致するＣＴＥを持つモリブデンやタングステンなどの金属および金属合金を使用して、ＡｌＮで作られたセラミック基板にさまざまな機能層を形成し、高温での金属とセラミック基板の間の熱応力を回避する。通常は、ＴＣＲが比較的低い金属材料を使用して、材料の抵抗をより適切に制御する。

【0042】

しかしながら、本開示のセラミックヒーターでは、ＡｌＮ－Ａｌ結合システムに特有の方法でアルミニウム材料の特性を利用している。アルミニウムとＡｌＮの間のＣＴＥは大きく異なるが、アルミニウム材料をセラミック基板に濡らすと、それらの間に良好な結合が生じ、熱応力によって界面に亀裂が発生する可能性が低くなる。したがって、本開示の一形態では、アルミニウム材料（例えば、アルミニウム加熱層）は、アルミニウム材料とセラミック基板との間に別個の結合層を使用したり存在させたりすることなく、セラミックに直接結合される。本開示のセラミックヒーターはまた、通常では加熱要素では望ましくないとされる高いＴＣＲのアルミニウムを使用して、加熱層を形成する。アルミニウム材料で作られた加熱層の抵抗は、米国特許第９，１２３，７５５号およびその関連するファミリー出願の教示を用いることによって綿密に監視および制御することができ、これら出願は本出願人に譲渡されており、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【0043】

「内側」、「外側」、「真下」、「下」、「下方」、「上方」、「上」などのような空間的に相対的な用語は、１つの要素または図に示されている別の要素または特徴部分との関係を容易に説明するために本明細書で使用される。空間的に相対的な用語は、図に示されている方向に加えて、使用中または動作中のデバイスの異なる方向を包含することを意図することができる。たとえば、図のデバイスが裏返されると、他の要素または特徴部分の「下」または「真下」として記述されている要素は、他の要素または特徴部分の「上」に向けられ得る。したがって、「下」という用語の例は、上または下の両方の方向を包含することができる。デバイスは、他の態様で方向付けられ（９０度または他の方向に回転され）得るものであり、本明細書で使用される空間的に相対的な記述はそれに応じて解釈される。

【0044】

特に明記しない限り、機械的／熱的特性、組成パーセンテージ、寸法および／または公差、または他の特性を示すすべての数値は、本開示の範囲を説明する際に「約」または「おおよそ」という言葉によって修飾され得るものである。この修飾は、産業慣行、製造技術、テスト能力など、さまざまな理由で望まれる。

【0045】

本明細書で使用される用語は、特定の例示的な形態を説明することのみを目的としており、限定することを意図するものではない。単数形で表されているものは、文脈で明確に示されていない限り、複数形も含み得ることを意図している。「含む」および「有する」という用語は包括的であり、したがって、述べられた特徴、整数、ステップ、操作、要素、および／または構成要素の存在を指定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、演算、要素、コンポーネント、および／またはそれらのグループの存在または追加を排除するものではない。本明細書に記載の方法のステップ、プロセス、および操作は、遂行する順序として具体的に特定されない限り、説明または図示された特定の順序で遂行されることを必ず必要とするとは解釈されるべきではない。追加または代替のステップが採用され得る。

【0046】

本開示の説明は、本質的に単なる例示的なものであり、したがって、本開示の内容から逸脱しない例は、本開示の範囲内にあることが意図されている。そのような例は、開示の精神および範囲からの逸脱と見なされるべきではない。本開示の広範な教示は、様々な形態で実施することができる。したがって、本開示には特定の例が含まれるが、図面、明細書、および以下の特許請求の範囲を検討すれば他の変形例が明らかになるのであるから、開示の真の範囲は特定の例に限定されるべきではない。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4】