專利名稱：石英加熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種加熱管，特別涉及一種石英加熱管。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的半導(dǎo)體及太陽(yáng)能等微電子行業(yè)需要對(duì)硅片清洗，為了使硅片清洗更徹底， 需要使用高溫度的酸等液體。若使用普通的金屬電熱絲或加熱管需要長(zhǎng)時(shí)間高溫工作，金 屬材質(zhì)會(huì)與酸起反應(yīng)，當(dāng)使用含有金屬離子的酸清洗硅片時(shí)，金屬離子會(huì)被吸附到硅片表 面并難以清洗，影響待生產(chǎn)的硅片等微電子產(chǎn)品精度。CN201533417U (2010-7-21)公開了一種碳纖維石英加熱管，包括石英管本體，石英 管本體的兩端經(jīng)壓扁后分別形成壓頭，壓頭將石英管本體的兩端密封，密封的石英管本體 內(nèi)為真空，在密封的石英管本體內(nèi)分別設(shè)置有碳纖維加熱絲、與碳纖維加熱絲兩端相連接 的電極、分別固定設(shè)置在兩電極上的吸氣片、分別與兩電極另一端相連接的鑰桿，兩鑰桿的 另一端分別通過設(shè)置在兩壓頭內(nèi)的鑰片與外接導(dǎo)線相連接，碳纖維加熱絲設(shè)置在石英管本 體內(nèi)的加熱區(qū)內(nèi)，兩電極、吸氣片和鑰桿分別設(shè)置在石英管本體內(nèi)的冷卻區(qū)內(nèi)。然而，CN201533417U公開的石英加熱管元件復(fù)雜，在密封的石英管本體內(nèi)抽真空 的實(shí)際工藝難以操作，如果殘留空氣，加熱容易爆炸，而吸氣片也難以完全把氣體吸收干 凈，吸氣片的工作和更換期限難以掌握，使用長(zhǎng)時(shí)間后，石英加熱管易爆炸；并且，該石英加 熱管是直管狀，兩端與外接導(dǎo)線相連，不適于進(jìn)行液體加熱。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種石英加熱管，用于硅片清洗液如高濃度酸等液體的 加熱。本實(shí)用新型的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的一種石英加熱管， 包括石英管本體，而內(nèi)管為一字形，內(nèi)管位于所述中管的底部橫管內(nèi)，內(nèi)管內(nèi)沿軸向設(shè)置有 鎳鉻電熱合金絲，與鎳鉻電熱合金絲連接有電極；中管為Z字形，中管的底部橫管為加熱 區(qū)，中管的中部豎管為傳熱區(qū)，中管的上部橫管為冷卻區(qū)。石英是一種非常穩(wěn)定的材料，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)較高，除氫氟酸外，在常溫下與其他無機(jī) 酸都不起反應(yīng)。不同酸需要加熱到不同溫度才會(huì)與石英反應(yīng)，如磷酸需加熱到150°C以上， 石英才會(huì)被少量侵蝕。并且，即使石英被少量侵蝕，被加熱的酸等液體用于硅片清洗時(shí)，由 于硅片與石英的主成分都是二氧化硅，二氧化硅不容易被吸附到硅片表面，并且也不會(huì)影 響硅片純度。當(dāng)硅片用清水二次清洗后，硅片的清潔度和純度都較高。另外，選用具有較高而穩(wěn)定的電阻率的鎳鉻合金作為電熱合金絲，并利用其耐腐 蝕、表面抗氧化性能好的特點(diǎn)，作為本實(shí)用新型石英加熱管的發(fā)熱材料。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述內(nèi)管與中管徑向隔離。在內(nèi)管外壁取 點(diǎn)焊接形成石英焊點(diǎn)后，套上中管，使內(nèi)管與中管之間形成徑向間隔，使中管受熱更均勻。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述內(nèi)管末端與中管末端之間形成的軸向間隙
3內(nèi)填充石棉，利用石棉具有的隔熱性將該軸向間隙隔熱，防止該端部空間過小、來不及傳熱 導(dǎo)致加熱管受熱不均勻。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述中管沿內(nèi)壁設(shè)有測(cè)溫線。將測(cè)溫線放 置于傳熱區(qū)內(nèi)且一端伸出中管的冷卻區(qū)外并與外部測(cè)溫儀器相連，直接在測(cè)溫儀器上讀出 石英管加熱的溫度值，精密控制所需的溫度。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述Z字形中管上部橫管的管徑小于中管 其余部位的管徑，使所述中管內(nèi)的電線設(shè)置更穩(wěn)固，防止所述中管上部橫管管徑過大而導(dǎo) 致電線在內(nèi)部晃動(dòng)。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，Z字形中管的上部橫管外包覆有隔熱材料， 如石棉或聚合物薄膜等，防止使用者使用時(shí)被燙傷。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述Z字形中管的下部橫管近末端處焊有 石英釘腳，避免加熱時(shí)與石英槽直接接觸，焊接釘腳使待加熱液體受熱更均勻。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述中管外還套有Z字形外管，使熱損失 減小，進(jìn)一步增加電熱轉(zhuǎn)換效率。更優(yōu)選地，所述中管和外管之間設(shè)有測(cè)溫線。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述外管與中管徑向隔離。在中管外壁取 點(diǎn)焊接形成石英焊點(diǎn)后，套上外管，使中管與外管之間形成徑向間隔，使外管受熱更均勻。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述鎳鉻電熱合金絲為螺旋狀，便于集中 供熱。綜上所述，本實(shí)用新型具有以下有益效果對(duì)硅片清洗液如高濃度酸等液體的加 熱時(shí)，將待加熱液體倒入石英槽內(nèi)，將Z字形石英加熱管的加熱區(qū)和傳熱區(qū)浸在待加熱液 體內(nèi)，冷卻區(qū)位于石英槽外，被加熱后的液體不含金屬離子雜質(zhì)，硅片清洗效果好；中管底 部?jī)?nèi)套有內(nèi)管，向待加熱的液體逐漸傳熱，熱損失小，電熱轉(zhuǎn)換效率高；中管內(nèi)設(shè)有較長(zhǎng)一 段距離的傳熱區(qū)，使待加熱液體受熱更快更均勻；中管外設(shè)有冷卻區(qū)，便于使用者在加熱完 后取出加熱管，同時(shí)電線不會(huì)直接受到熱蒸汽影響，安全系數(shù)高。

圖1是本實(shí)用新型第一種石英加熱管示意圖。圖2是本實(shí)用新型第二種石英加熱管示意圖。圖3是本實(shí)用新型第三種石英加熱管示意圖。圖中，1-內(nèi)管；2-中管；3-外管；4-電極；5-鎳鉻電熱合金絲；6_測(cè)溫線；7_加熱 區(qū)；8-傳熱區(qū)；9-冷卻區(qū)；10-石棉；11-釘腳。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例一如圖1所示，石英加熱管包括石英管本體，石英管本體包括內(nèi)管1和內(nèi)管外的中管 2，中管2為Z字形，中管2的底部橫管為加熱區(qū)7，中管2的中部豎管為傳熱區(qū)8，中管2的 上部橫管為冷卻區(qū)9 ；內(nèi)管1為一字形，內(nèi)管1位于加熱區(qū)7，沿內(nèi)管1內(nèi)軸向設(shè)置有鎳鉻電熱合金絲5，鎳鉻電熱合金絲5為螺旋狀，鎳鉻電熱合金絲5經(jīng)電線相連接有電極4，電極4 與外接電源連接。內(nèi)管1與中管2之間設(shè)有有焊點(diǎn)，通過焊點(diǎn)使內(nèi)管1和中管2徑向隔離。對(duì)硅片清洗液如高濃度酸等液體的加熱時(shí)，將待加熱液體倒入石英槽內(nèi)，將Z字 形石英加熱管的加熱區(qū)和傳熱區(qū)浸在待加熱液體內(nèi)，冷卻區(qū)位于石英槽外，被加熱后的液 體不含金屬離子雜質(zhì)，硅片清洗效果好，符合精密使用要求；電熱轉(zhuǎn)換效率達(dá)99%，加熱管 使用壽命達(dá)2年。實(shí)施例二如圖2所示，石英加熱管結(jié)構(gòu)同實(shí)施例一，不同之處有兩個(gè)不同之一是在內(nèi)管1 的末端與中管2的末端之間形成的軸向間隙內(nèi)填充有石棉10，利用石棉10具有的隔熱性將 內(nèi)管1末端與與中管2的末端之間形成的軸向間隙隔熱，防止該軸向間隙空間過小、來不及 傳熱導(dǎo)致中管2受熱不均勻；不同之二是中管2緊貼管壁內(nèi)設(shè)有測(cè)溫線6，測(cè)溫線6位于傳 熱區(qū)8內(nèi)且一端伸出中管2的冷卻區(qū)9外并與測(cè)溫儀器相連，直接在測(cè)溫儀器上讀出石英 管加熱的溫度值，精密控制所需的溫度。經(jīng)檢測(cè)，電熱轉(zhuǎn)換效率達(dá)99. 5%，加熱管使用壽命達(dá)2. 7年。實(shí)施例三如圖2所示，石英加熱管結(jié)構(gòu)同實(shí)施例一，不同之處有兩個(gè)不同之一是Z字形中 管2上部橫管的管徑小于中管2其余部位管徑，使電線放在中管2上部橫管內(nèi)較穩(wěn)固；不同 之二是Z字形中管2上部橫管外包覆有石棉隔熱材料。經(jīng)檢測(cè)，電熱轉(zhuǎn)換效率達(dá)99. 5%，加熱管使用壽命達(dá)2. 8年。實(shí)施例四如圖3所示，石英加熱管結(jié)構(gòu)同實(shí)施例二，不同之處有四個(gè)不同之一是中管2外 還套有Z字形外管3，使熱損失更??；不同之二是中管2內(nèi)部不設(shè)測(cè)溫線6，而是在中管2和 外管3之間設(shè)測(cè)溫線6，測(cè)溫線6 —端伸出中管2的冷卻區(qū)9外并與測(cè)溫儀器相連，直接在 測(cè)溫儀器上讀出石英管加熱的溫度值，精密控制石英管本體內(nèi)溫度和被加熱液體所需的溫 度；不同之三是中管2和外管3之間也設(shè)有焊點(diǎn)，通過焊點(diǎn)使中管2和外管3間隔開；不同 之四是在Z字形外管3的底部橫管近末端處焊接石英釘腳，防止外管3與石英槽直接接觸。經(jīng)檢測(cè)，電熱轉(zhuǎn)換效率達(dá)99. 8%，加熱管使用壽命達(dá)3. 8年。本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的解釋，其并不是對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng) 域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但 只要在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。
權(quán)利要求1.一種石英加熱管，包括石英管本體，其特征在于石英管本體包括內(nèi)管(1)和中管 (2)，內(nèi)管⑴為一字形，內(nèi)管⑴位于所述中管(2)的底部橫管內(nèi)，內(nèi)管⑴內(nèi)沿軸向設(shè)置 有鎳鉻電熱合金絲(5)，與鎳鉻電熱合金絲(5)連接有電極(4)；中管(2)為Z字形，中管 ⑵的底部橫管為加熱區(qū)(7)，中管(2)的中部豎管為傳熱區(qū)(8)，中管⑵的上部橫管為冷 卻區(qū)(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石英加熱管，其特征在于所述內(nèi)管(1)與中管(2)徑 向隔離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種石英加熱管，其特征在于所述內(nèi)管(1)末端與中 管(2)的末端之間形成的軸向間隙內(nèi)填充石棉(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種石英加熱管，其特征在于所述Z字形中管(2)上 部橫管的管徑小于中管(2)其余部位的管徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種石英加熱管，其特征在于所述中管(2)沿內(nèi)壁設(shè) 有測(cè)溫線(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種石英加熱管，其特征在于所述中管(2)外還套有 Z字形外管(3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種石英加熱管，其特征在于所述中管(2)和外管(3)之 間設(shè)有測(cè)溫線(6)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種石英加熱管，其特征在于所述外管(3)與中管(2)徑 向隔離。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種石英加熱管，其特征在于所述Z字形中管(2)的 上部橫管外包覆有隔熱材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種石英加熱管，其特征在于所述鎳鉻電熱合金絲 (5)為螺旋狀。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種加熱管，特別涉及一種石英加熱管。該石英加熱管包括石英管本體，而內(nèi)管為一字形，內(nèi)管位于所述中管的底部橫管內(nèi)，內(nèi)管內(nèi)沿軸向設(shè)置有鎳鉻電熱合金絲，與鎳鉻電熱合金絲連接有電極；中管為Z字形，中管的底部橫管為加熱區(qū)，中管的中部豎管為傳熱區(qū)，中管的上部橫管為冷卻區(qū)。本實(shí)用新型的石英加熱管用于硅片清洗液加熱后，硅片清洗效果好；中管底部?jī)?nèi)套有內(nèi)管，向待加熱的液體逐漸傳熱，熱損失小，電熱轉(zhuǎn)換效率高；中管內(nèi)設(shè)有較長(zhǎng)一段距離的傳熱區(qū)，使待加熱液體受熱更快更均勻；中管外設(shè)有冷卻區(qū)，便于使用者在加熱完后取出加熱管，同時(shí)電線不會(huì)直接受到熱蒸汽影響，安全系數(shù)高。
文檔編號(hào)H05B3/78GK201869390SQ20102063007
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者曹瑾 申請(qǐng)人:湖州金科石英有限公司