專利名稱：石英加熱管的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種加熱管，特別涉及一種石英加熱管。
背景技術：
現有的半導體及太陽能等微電子行業需要對硅片清洗，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時間高溫工作，金 屬材質會與酸起反應，當使用含有金屬離子的酸清洗硅片時，金屬離子會被吸附到硅片表 面并難以清洗，影響待生產的硅片等微電子產品精度。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 內為真空，在密封的石英管本體內分別設置有碳纖維加熱絲、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 另一端分別通過設置在兩壓頭內的鑰片與外接導線相連接，碳纖維加熱絲設置在石英管本 體內的加熱區內，兩電極、吸氣片和鑰桿分別設置在石英管本體內的冷卻區內。然而，CN201533417U公開的石英加熱管元件復雜，在密封的石英管本體內抽真空 的實際工藝難以操作，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，使用長時間后，石英加熱管易爆炸；并且，該石英加 熱管是直管狀，兩端與外接導線相連，不適于進行液體加熱。
發明內容
本發明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。本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的一種石英加熱管，包括 石英管本體，而內管為一字形，內管位于所述中管的底部橫管內，內管內沿軸向設置有鎳鉻 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，中 管的中部豎管為傳熱區，中管的上部橫管為冷卻區。石英是一種非常穩定的材料，熔點、沸點較高，除氫氟酸外，在常溫下與其他無機 酸都不起反應。不同酸需要加熱到不同溫度才會與石英反應，如磷酸需加熱到150°C以上， 石英才會被少量侵蝕。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，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，并且也不會影 響硅片純度。當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，作為本發明石英加熱管的發熱材料。作為本發明的一種優選技術方案，所述內管與中管徑向隔離。在內管外壁取點焊 接形成石英焊點后，套上中管，使內管與中管之間形成徑向間隔，使中管受熱更均勻。作為本發明的一種優選方案，所述內管末端與中管末端之間形成的軸向間隙內填充石棉，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、來不及傳熱導致 加熱管受熱不均勻。作為本發明的一種優選技術方案，所述中管沿內壁設有測溫線。將測溫線放置于 傳熱區內且一端伸出中管的冷卻區外并與外部測溫儀器相連，直接在測溫儀器上讀出石英 管加熱的溫度值，精密控制所需的溫度。作為本發明的一種優選技術方案，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，使所述中管內的電線設置更穩固，防止所述中管上部橫管管徑過大而導致電 線在內部晃動。作為本發明的一種優選技術方案，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，防止使用者使用時被燙傷。作為本發明的一種優選技術方案，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。作為本發明的一種優選技術方案，所述中管外還套有Z字形外管，使熱損失減小， 進一步增加電熱轉換效率。更優選地，所述中管和外管之間設有測溫線。作為本發明的一種優選技術方案，所述外管與中管徑向隔離。在中管外壁取點焊 接形成石英焊點后，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。作為本發明的一種優選技術方案，所述鎳鉻電熱合金絲為螺旋狀，便于集中供熱。綜上所述，本發明具有以下有益效果對硅片清洗液如高濃度酸等液體的加熱時， 將待加熱液體倒入石英槽內，將Z字形石英加熱管的加熱區和傳熱區浸在待加熱液體內， 冷卻區位于石英槽外，被加熱后的液體不含金屬離子雜質，硅片清洗效果好；中管底部內套 有內管，向待加熱的液體逐漸傳熱，熱損失小，電熱轉換效率高；中管內設有較長一段距離 的傳熱區，使待加熱液體受熱更快更均勻；中管外設有冷卻區，便于使用者在加熱完后取出 加熱管，同時電線不會直接受到熱蒸汽影響，安全系數高。
圖1是本發明第一種石英加熱管示意圖。圖2是本發明第二種石英加熱管示意圖。圖3是本發明第三種石英加熱管示意圖。圖中，1-內管；2-中管；3-外管；4-電極；5-鎳鉻電熱合金絲；6_測溫線；7_加熱 區；8-傳熱區；9-冷卻區；10-石棉；11-釘腳。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明。實施例一
如圖1所示，石英加熱管包括石英管本體，石英管本體包括內管1和內管外的中管2，中 管2為Z字形，中管2的底部橫管為加熱區7，中管2的中部豎管為傳熱區8，中管2的上部 橫管為冷卻區9 ；內管1為一字形，內管1位于加熱區7，沿內管1內軸向設置有鎳鉻電熱合 金絲5，鎳鉻電熱合金絲5為螺旋狀，鎳鉻電熱合金絲5經電線相連接有電極4，電極4與外接電源連接。內管1與中管2之間設有有焊點，通過焊點使內管1和中管2徑向隔離。對硅片清洗液如高濃度酸等液體的加熱時，將待加熱液體倒入石英槽內，將Z字 形石英加熱管的加熱區和傳熱區浸在待加熱液體內，冷卻區位于石英槽外，被加熱后的液 體不含金屬離子雜質，硅片清洗效果好，符合精密使用要求；電熱轉換效率達99%，加熱管 使用壽命達2年。實施例二
如圖2所示，石英加熱管結構同實施例一，不同之處有兩個不同之一是在內管1的末 端與中管2的末端之間形成的軸向間隙內填充有石棉10，利用石棉10具有的隔熱性將內 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 熱導致中管2受熱不均勻；不同之二是中管2緊貼管壁內設有測溫線6，測溫線6位于傳熱 區8內且一端伸出中管2的冷卻區9外并與測溫儀器相連，直接在測溫儀器上讀出石英管 加熱的溫度值，精密控制所需的溫度。經檢測，電熱轉換效率達99. 5%，加熱管使用壽命達2. 7年。實施例三
如圖2所示，石英加熱管結構同實施例一，不同之處有兩個不同之一是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上部橫管內較穩固；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。經檢測，電熱轉換效率達99. 5%，加熱管使用壽命達2. 8年。實施例四
如圖3所示，石英加熱管結構同實施例二，不同之處有四個不同之一是中管2外還套 有Z字形外管3，使熱損失更小；不同之二是中管2內部不設測溫線6，而是在中管2和外管 3之間設測溫線6，測溫線6 —端伸出中管2的冷卻區9外并與測溫儀器相連，直接在測溫 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之間也設有焊點，通過焊點使中管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。經檢測，電熱轉換效率達99. 8%，加熱管使用壽命達3. 8年。本具體實施例僅僅是對本發明的解釋，其并不是對本發明的限制，本領域技術人 員在閱讀完本說明書后可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本 發明的權利要求范圍內都受到專利法的保護。
權利要求
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管(1)和中管(2)，內管(1)為一字形，內管(1)位于所述中管(2)的底部橫管內，內管(1)內沿軸向設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(2)的底部橫管為加熱區(7)，中管(2)的中部豎管為傳熱區(8)，中管(2)的上部橫管為冷卻區(9)。
2.根據權利要求1所述的一種石英加熱管，其特征在于所述內管(1)與中管(2)徑 向隔離。
3.根據權利要求1或2所述的一種石英加熱管，其特征在于所述內管(1)末端與中 管(2)的末端之間形成的軸向間隙內填充石棉(10)。
4.根據權利要求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.根據權利要求1或2所述的一種石英加熱管，其特征在于所述中管(2)沿內壁設 有測溫線(6)。
6.根據權利要求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.根據權利要求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 間設有測溫線(6)。
8.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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。
全文摘要
本發明涉及一種加熱管，特別涉及一種石英加熱管。該石英加熱管包括石英管本體，而內管為一字形，內管位于所述中管的底部橫管內，內管內沿軸向設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，中管的中部豎管為傳熱區，中管的上部橫管為冷卻區。本發明的石英加熱管用于硅片清洗液加熱后，硅片清洗效果好；中管底部內套有內管，向待加熱的液體逐漸傳熱，熱損失小，電熱轉換效率高；中管內設有較長一段距離的傳熱區，使待加熱液體受熱更快更均勻；中管外設有冷卻區，便于使用者在加熱完后取出加熱管，同時電線不會直接受到熱蒸汽影響，安全系數高。
文檔編號H05B3/78GK101998709SQ201010563729
公開日2011年3月30日 申請日期2010年11月29日 優先權日2010年11月29日
發明者曹瑾 申請人:湖州金科石英有限公司