Резисторный электронагреватель

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКО СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет -свид Клэ 05 В 3/14 О 1 В 1/08 01 С 7/06 1) 2546370/24-07--сударстеенный комитет СССР о делам нэооретеннй публиковано 15.04.80. Бюллетень14ата опубликования описания 25.04.80 УДК 621.3.36.669 (088.8) н открыт 72) Авторы изобретения А. Лаврентьев П. Попо тел ЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ 4) РЕЗИСТИВНЫЙ рыбы и бора (ЯпО + е размещены токопроИзобретение относится к области электротехники, в частности к электронагревателям, и может бытьиспользовано для термообработки различных изделий, например, в производстве приборов электронной техники при термообработке полупроводниковых пластин.Известны тонкопленочные нагреватели, выполненные в виде диэлектрической подложки с нанесенной на нее токопроводящей пленкой из различных металлов 111.Однако известные тонкопленочные электронагреватели с металлическими пленка-ми имеют низкий срок службы, ограниченную рабочую температуру (если металлическая пленка открыта) из-за окисления и утраты электропроводящих свойств при длительном электронагреве и при высоких температурах, а также сравнительно низок коэффициент полезного действия для электронагревателей с металлической пленкой, защищенной от воздействия окружающей среды.Известен также температуростойкий тонкопленочный нагреватель, выполненный в виде кварцевой подложки, на которую нанесена токопроводящая пленка двуокиси олова с добавками сх+ 86+ В), а на пленкводящие шины 2,Но такой электронагреватель имеет сравнительно большое начальное сопротивле 5 ние токопроводящей пленки, что приводитк необходимости приложения больших напряжений, например для нагревателя с площадью 1000 см при расстоянии между токопроводящими шинами около 500 см напряженияэлектронагрева до рабочих температур составляет 400- в 5 В, а это затрудняет непосредственное использование таких электронагревателей при питании от стандартнойэлектросети.Известен также резистивный электронаг 1 Б реватель, который содержит кварцевуюдиэлектрическую подложку с нанесеннымина ней друг на друга в виде токопроводящих пленок основного- нагревательного элемента и дополнительного. Основной нагревательный элемент выполнен в виде пленкидвуокиси олова с добавками сурьмы и бора,а дополнительный - в виде пленки двуокисиолова с добавлением фтора. Ча дополни.тельном нагревательноМ эЛементе по его671677 краям расположены токопроводящие пшцы,подключенные к сети. Благодаря совмест-ноному размещению и одновременному вклк- чению обоих нагревательных элементов вэлектрическую сеть обеспечивается постоянство общего сопротивления, которое будет" "меньше- "сопротивления каждого отдельновзятого нагревательного элемента, чем иобуславливается стабильность и относитель"ная "экономйчггость электронагревателя в работе 3.Однако, обладая определенными достоин г"стваМи, экономичность описанного вышеэлектронагревателя все-таки недостаточнавследствие сравнительно высокого суммар" "ного сопротивления двух параллельно сое" "дйненных проводников - основного и до "полнительного нагревательных элементов,что влечет за собой необходимость подключе 1 йГягсупоМяцутьгм элементам сравнительновысокого рабочего напряжения порядка220 В, а"это,в свою оче 1 едь, ведетк неоп-"равданно высоким затратам электроэнергйи- на соответствующих операциях полупроводникового производства.Цель изобретения - повышение КПД ре= зйГтивного электронагревателя путем повыщения его экономичности.25Поставленная цель достигается тем, что =йЯецка" основного нагревательного э.темен-. " "та"нанесена на подложку из боросиликатного стекла.На чертеже показан предлагаемый электронагреватель, общий вид. ЗОПредлагаемый электроцагреватель содержит диэлектрическую подложку 1 из бо" "роСиликатного стекла, ца которую нанесеносновной нагреватель 2, выполненный в виде токопроводяшей пленки цаоснове двуоки 35си олова с добавками сурьмы и бора. На егойоверхцгсть нанесен дополнительный нагреватель 3 также в виде токопроводяшей плен" - "гсй на "основе двуокиси олова с добавкойфтора; причем начальное удельное сойротив - ление его ни же удел ьного сопротивления 40основного нагревателя. На дополнительномнагревателе по его краям расположены токопроводящие шины 4, подключенные к сети. Формула изобретения Резистивный электронагреватель, содержащий подложку из диэлектрического материала и"наКесенцьге на нее последовательно друг на друга основной нагреватель, выполненный в виде пленки из полупроводникового окисного материала ца основе двуокиси олова с добавками сурьмы и бора, и дополнительный нагреватель -- в виде пленки на той же основе с добавкой фтора, 5 отличающийся тем, что, с целью повышенияКПД, подложка выполнена из боросиликат." ного стекла, амежду ней и основным нагре вателем выполнен дополнительный токопроКроме того, так как нанесение пленки (ЯпО, + ЬВ + В) основного нагревателя ца подложку 1 производят при температуре ее размягчения (600 в 6 С) и пленка нагревателя 2 диффундирует в подложку через карманы ВОз и в ней образбван дополнительный проводящий слой 5 (третий нагревательный элемент). В результатерезистивнйй электронагреватель имеет три проводника, параллельно соединенные, с постоянным общим" сопротивлением,меньшим сопротивления любого из проводников и, кроме того, меньшим, чем суммарное сопротивлецйе основного "и дополнительного нагрев"а"тельных"элемег-гтой" в известцом резис/ Прсдлагаемый резистивцый электрона; рс- ватель работает следующим образом.Привключении его в электрическук с гь ток поступает через шины 4 одновремеццо гп тринагревателя и основной ток ввиду начального удельного сопротивления протекает цо дополнительному нагревателю 3, обеспечивая нагрев основного нагревателя 2. По мере разогрева основнсго нагревателя, ввиду понижения его удельного сопрОтивления, ток потечет по нему, обеспечив достижение необходимой температуры разогрева 700 - 850 С. Уменыггецие общего сопротивления предлагаемого э 1 ектроггагревателя обеспечивает достижение рабочих температур при меньшем напряжении, а следовательцо, и при меньгцих затратах электроэнергии, которье сокращаются почти в два раза.Исггользование резистивного электронагревателя, ггайрйгер, в полупроводниковой промывленности для термообработкц полупроводниковых пластин, позволит значительш, экономить электроэнергию, а также новы. сить эффективность термообработки изделий за счет оигимальной селективггости теплового излучстпгя электронагревателя с подложкой из боросиликатного стекла. Экспериментальным путем устацовлецо, что пленочный нагреватель на боросиликатной подложке в отличие от плсно ного нагревателя с кварцевой подложкой имеет КПД выше приблизительно ца 20%, так как отражательные способности токопроводящето слоя, нанесенного на боросиликатную подложку, в используемой части инфракрасного спектра магнитных колебаний (.гс =2 - 7 мкм) выше отражательной способности токопроводягцего слоя, нанесенного ца кварцевую подложку. КПД пленочного нагревателя с кварцевой подложкой составляет 60/О, КПД пленочного нагревателя с боросиликатной подложкой 80 о. Экономия электроэнергии от одной установки при потребляемой мощности, равной 2 кВт;в течение года при двухсменной работе составит 1500 кВт ч.671677 ваКорректор М. ПожоПолонскоеСССР Составит Техред К. ираж 985 Ходарич К д Заксударствеииого комитета м изобретений и открыт а, Ж - 35, Раушскаи наб тент, г, Ужгород, ул. П иид. 4 роектн волягциЙ слоЙ в ви 1 е пленки основпи 11 агревателя, лиффундированной в по;1 ложку.Источники информации,принятые во внимание при зкспертизе 1. Стабильность резистивных пленок тугоплавких металлов при высоки.; температур Е. Месропова 204 /57 ЫНИИПИ Го по дела 113035, Моска Филиал ППП Пара .Эл ктропная теника, серия 6, вып. 8, 1 Э 75, с. 105.2. Авторское сви,сгельство СССР по заявке Ло 21 ЭЭ 248/07, кл. Н 05 В 8/ 2, 1 сЭ 75.3. Авторское свилетельство СССР по заявке Мо 2377402/24 - 07, кл. Н 5 В 8/14, 1976.