JP6468808B2

JP6468808B2 - ランプ装置及びランプの製造方法

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Publication number: JP6468808B2
Application number: JP2014224961A
Authority: JP
Inventors: ソンヨンイ; ソンウクジャン; サンヒョンジ; ドゥヨンユン
Original assignee: エーピーシステムズインコーポレイテッド
Priority date: 2013-11-06
Filing date: 2014-11-05
Publication date: 2019-02-13
Anticipated expiration: 2034-11-05
Also published as: JP2015090867A; KR101501668B1; CN104633492B; CN104633492A

Description

本発明は、ランプ装置及びランプの製造方法に係り、さらに詳しくは、対象体を加熱するランプ装置及びこのようなランプを製造する方法に関する。

半導体、ディスプレイなどを製造する様々な工程において、熱処理は欠かせない必須過程である。オーミック接触合金（ｏｈｍｉｃｃｏｎｔａｃｔａｌｌｏｙｉｎｇ）、イオン注入ダメージアニール（ｉｏｎ−ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎｄａｍａｇｅａｎｎｅａｌｉｎｇ）、不純物活性化（ｄｏｐａｎｔａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）、ＴｉＮ、ＴｉＳｉ_２、ＣｏＳｉ_２などの薄膜形成などが熱処理を必要とする工程である。

このような熱処理を行う装備としては、ファーネスと急速熱処理（ＲａｐｉｄＴｈｅｒｍａｌＰｒｏｃｅｓｓ；ＲＴＰ）装置が挙げられる。急速熱処理装置は、基板全体の温度を均一に維持したり、基板（ウェーハ）を置き替える度に他の基板に対しても同じ温度−時間特性を維持したり、基板の温度を正確に測定及び制御したりするのに難点があるため大きく脚光を浴びていなかったが、最近、温度測定技術と温度制御技術が進歩することに伴い、急速熱処理装置がファーネスに取って代わられている。

急速熱処理装置は、タングステンハロゲンランプの輻射光線を用いて基板に熱を伝達する。このため、急速熱処理装置は加熱ブロックを備え、この加熱ブロックの側面のうち基板と向かい合う側面には複数のランプが設けられている。

図１は、分離型フィラメントアセンブリのソケットからランプを離隔させて取り外した様子を示す図であり、図２は、急速熱処理装置に用いられる分離型フィラメントアセンブリがヒーターハウジングに取り付けられたソケットに嵌入されている様子を示す図である。

分離型フィラメントアセンブリは、ヒーターハウジング１に取り付けられるソケット１０と、ソケット１０に着脱自在に設けられるランプ２０と、を備える。ソケット１０は、ヒーターハウジング１の上端の取付面に取り付けられてヒーターハウジング１の内部とヒーターハウジング１の外部を隔離させる封止の機能をする。また、ソケット１０は、嵌入するランプ２０を固定する機能をする。ソケット１０には外部の電源線を介して電力が供給され、このソケット１０は、ソケットの内部に嵌入するランプ２０の電源ピンに電力を供給する。ランプ２０は、内部空間をハロゲンガスの状態に維持するフィラメント保護管２３と、フィラメント保護管２３の内部において熱を発するタングステンのフィラメント２２と、電源ピンとフィラメント２２を連結する導電線を保護する導電線保護管２１と、を備える。

ところが、上述したようにソケット１０とランプ２０が分離される分離型フィラメントアセンブリの場合に、下記の問題がある。

まず、第一に、ソケット１０とランプ２０とが係合され難いという問題がある。すなわち、作業者がソケット１０にランプ２０を嵌着するときにランプ２０が捻られる現象が発生し、且つ、ランプ２０の荷重によって経時的にランプ２０がソケット１０から次第に取り外される現象が発生するという問題がある。なお、ランプ２０の固定に際して、加工誤差によりランプ２０を取り付けることが困難であるという問題がある。

第二に、ソケット１０にランプ２０を嵌着するときにフィラメント保護管２３が割れ易いという問題がある。すなわち、作業者がランプ２０をソケット１０から取り外すときに、冶具を用いて「Ｔ」字状のフィラメント保護管２３を把持して下方に引っ張るが、この場合、作業者によって加えられる冶具力によってクォーツ製材質のフィラメント保護管２３が破損されるという問題がある。なお、ランプ１０をソケット２０に取り付けるときに、フィラメント保護管２３を把持し、上方に力を加えてソケット１０に差し込むが、このとき、加えられる力によってフィラメント保護管２３が破損される虞がある。

第三に、導電線を保護する導電線保護管２１の外部がフィラメント２２から発熱する熱によって炭化されるという問題がある。フィラメント保護管２３と導電線保護管２１との境界部分にある外周面が熱によって炭化されるという問題がある。

韓国登録特許第１０３１２２６号

本発明の技術的課題は、ランプをソケットに取り付けるときにランプが捻られる現象、取り付け難さを解消するところにある。また、本発明の技術的課題は、ランプをソケットに取り付けたり、ソケットからランプを取り外したりするときに、フィラメント保護管が破損されるという問題を源泉的に解消するところにある。さらに、本発明の技術的課題は、導電線保護管が熱によって炭化される現象を改善するところにある。

上述した技術的課題を解決するために、本発明の実施形態に係るランプ装置は、熱を発するフィラメントを有するフィラメントアセンブリと、一方の端が前記フィラメントアセンブリと嵌着される耐熱強化部材と、一方の端が前記耐熱強化部材の他方の端と嵌着される導電線保護管と、前記導電線保護管の他方の端と嵌着される固定部材と、一方の端が前記フィラメントアセンブリに電気的に接続されて前記耐熱強化部材、導電線保護管及び固定部材を次第に貫通して配設され、他方の端が前記固定部材から突出されている導電線と、を備える。

好ましくは、前記フィラメントアセンブリは、第１入力端に流入した電流が加熱線を通過して第２入力端に流出されて熱を発するフィラメントと、前記フィラメントを内部に有するフィラメント保護管と、前記第１入力端に導電ボンディングされて第１導電線が連結された第１導電板と、前記第２入力端に導電ボンディングされて第２導電線が連結された第２導電板と、前記第１導電板と第２導電板を面上に配設して、一方の端が前記フィラメント保護管に取着され、他方の端が前記耐熱強化部材と嵌着される導電板支持体と、を備える。

また、好ましくは、前記フィラメント保護管は、前記耐熱強化部材と、導電線保護管及び固定部材の係合方向と同じ長手方向を有する。

さらに、好ましくは、前記フィラメント保護管の直径は、前記耐熱強化部材の直径に等しいか小さい。

さらに、好ましくは、前記耐熱強化部材は、セラミック材質で形成され、前記導電線保護管は、メタル材質で形成され、前記導電線保護管の内部は、セラミックで充填される。

さらに、好ましくは、前記固定部材は、前記導電線が貫通する胴体柱と、前記胴体柱のサイドウォールから周方向に沿って突出される突出フランジと、を備える。

さらに、好ましくは、前記フィラメントアセンブリが配設された方向を向く突出フランジの面に封止材嵌着溝が形成される。

さらに、好ましくは、前記固定部材は、一方の端面から周縁に沿って突出された上部フランジを有する上部固定部材と、一方の端面から周縁に沿って突出されて前記上部フランジと接する下部フランジを有する下部固定部材と、前記上部フランジと下部フランジを係合する係合部材と、を備える。

さらに、好ましくは、前記上部固定部材は、上部柱体と、前記上部柱体の一方の端面から周縁に沿って突出された上部フランジと、前記下部固定部材と接する上部柱体の面から突出され、突出面に導電性の端子ピン嵌着溝を有する係合突出体と、前記端子ピン嵌着溝に連結されて外部に突出された外部電源連結線と、を備える。

さらに、好ましくは、前記下部固定部材は、下部柱体と、前記下部柱体の一方の端面から周縁に沿って突出されて前記上部フランジと対向する下部フランジと、前記上部固定部材と接する下部柱体の面に掘設された段付面を有し、前記端子ピン嵌着溝と向かい合う位置の段付面に端子ピンが突設された係合溝と、を備える。

さらに、好ましくは、前記本発明の実施形態に係るランプ装置は、前記フィラメントアセンブリが配設された方向を向く下部フランジの面に形成されて封止材が配設される本体係合封止材嵌着溝と、前記上部フランジと接する下部フランジの面に形成されて封止材が配設されるフランジ係合封止材嵌着溝と、を備える。

また、上述した技術的課題を解消するために、本発明の実施形態に係るランプの製造方法は、熱を発するフィラメントを有するフィラメントアセンブリを設ける過程と、前記フィラメントアセンブリに導電線を連結する過程と、前記導電線が耐熱強化部材の内部を貫通するようにし、前記耐熱強化部材の一方の端を前記フィラメントアセンブリと嵌着させて分離されないようにする過程と、前記耐熱強化部材を貫通して突出された導電線が導電線保護管を貫通するようにし、前記導電線保護管の一方の端を前記耐熱強化部材の他方の端と嵌着させて分離されないようにする過程と、前記導電線保護管を貫通して突出された導電線が、ヒーターハウジングと係合可能な固定部材を貫通するようにし、前記固定部材を前記導電線保護管の他方の端と嵌着させて分離されないようにする過程と、を含む。

好ましくは、前記固定部材を前記導電線保護管の他方の端と嵌着させる前に、前記導電線保護管の内部をセラミックで充填する。

本発明の実施形態によれば、一体型ランプとして実現されるので、ランプをソケットに取り付ける作業者の不便さをなくすことができる。また、本発明の実施形態によれば、ランプをソケットに取り付けたり、ソケットからランプを取り外したりする必要がないので、フィラメント保護管が破損されない結果、装備を保護することができる。この理由から、ランプを設備に手軽に取り付けることができるので生産性を向上させることができ、フィラメントの使用寿命を延ばすことができる。なお、本発明の実施形態によれば、フィラメントと隣り合う領域の導電線保護管を耐熱強化部材で製作することにより、熱によって導電線保護管が炭化される現象を改善することができる。

分離型フィラメントアセンブリのソケットからランプを離隔させて取り外した様子を示す図である。急速熱処理装置に用いられる分離型フィラメントアセンブリがヒーターハウジングに取り付けられたソケットに嵌入している様子を示す図である。本発明の実施形態に係る加熱ブロックが適用された急速熱処理装置の断面図である。本発明の実施形態により複数のランプがヒーターハウジングの取付面に取り付けられた様子を示す図である。本発明の実施形態に係る一体型ランプの斜視図である。本発明の実施形態に係る一体型ランプの断面図である。本発明の実施形態により一体型ランプがヒーターハウジングの上側から嵌入することを示す断面図である。本発明の実施形態により一体型ランプがヒーターハウジングに取り付けられたことを示す断面図である。本発明の実施形態に係る上部固定部材と下部固定部材が係合された一体型ランプの斜視図である。本発明の実施形態に係る上部固定部材と下部固定部材が分離されている一体型ランプの斜視図である。本発明の実施形態に係る上部固定部材と下部固定部材を有する一体型ランプの断面図である。本発明の実施形態により一体型ランプを製造する過程を示す図である。本発明の実施形態により上部固定部材と下部固定部材を次第に係合する過程を示す図である。

以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施形態についてより詳細に詳述する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施形態に限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化可能であり、単に、これらの実施形態は、本発明の開示を完全たるものにし、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。図中、同じ符号は同じ構成要素を示す。

図３は、本発明の実施形態に係る加熱ブロックが適用された急速熱処理装置の断面図である。

工程チャンバ２００は、基板の熱処理空間である内部空間を有するが、熱処理空間の内部に基板が載置される。工程チャンバ２００は、内部が空いている密閉された矩形筒状に製作されるが、これに限定されることなく、様々な筒状に製作可能である。すなわち、工程チャンバ２００は、筒状及び多角筒状に製作可能である。そして、工程チャンバの一方の面及び他方の面のそれぞれには基板Ｓの出入りのための出入口が設けられ、いずれか一つの出入口は搬送モジュール（図示せず）と連結される。

工程チャンバ２００は、内側に基板Ｓを支持する基板支持台４００を備える。ここで、基板支持台４００は、内部に垂直方向に移動する複数のリフトピン４１０が配設され、工程が行われるときに基板Ｓが載置されるエッジリングからなる。エッジリング（図示せず）は、熱処理空間の内部において加熱ブロック１００と向かい合い、対向する位置に基板を載置する載置手段である。基板支持台４００は、昇降力を提供する手段、例えば、シリンダー（図示せず）と連結される。この実施形態においては、上述したように、リフトピン４１０を用いて基板Ｓを垂直方向に昇降することについて説明したが、これに限定されるものではなく、基板Ｓを基板支持台４００に支持する様々な手段、例えば、静電気力（静電チャック）または真空吸着力を用いる手段が利用可能である。

クォーツウィンドウ３００は、加熱ブロック１００と工程チャンバ２００との間に配設される。クォーツウィンドウ３００は、下側に配設される基板Ｓに熱を透過させる物質で製作される。クォーツウィンドウ３００は、加熱ブロック１００と工程チャンバ２００との間の気密を維持するが、加熱ブロック１００と工程チャンバ２００との間を封止手段３０１を用いて遮断して加熱ブロック１００を真空状態にし、外部環境（圧力、ガス、汚染物質）から工程チャンバを保護する。また、クォーツウィンドウ３００は、ランプ６００を保護し、ランプ６００から発熱する熱により生じる副産物が工程チャンバ２００内部の熱処理空間に配設された基板Ｓに落下することを防ぐ。

加熱ブロック１００は、熱エネルギーを発生する一体型ランプを備えるヒーターハウジング５００を有する。ヒーターハウジング５００の底面であるランプ取付面５１０は、基板Ｓなどの熱処理対象物と向かい合い、複数の一体型ランプ６００を備える。一体型ランプ６００は、図４に示すように、ランプ取付面５１０に配列されて、基板Ｓに対向する位置に設けられ、回転または固定された基板に光を照射する。ランプ取付面５１０は、図４（ａ）に示すように、円形状に形成されてもよく、または、図４（ｂ）に示すように、多角形に形成されてもよいなど様々な形状を呈してもよい。

本発明の実施形態に係る一体型ランプ６００は、既存のランプとソケットが分離された構造とは異なる構造を有し、ソケットを別設することなく、一体型のランプ構造を有する。以下、一体型ランプの構造について詳細に説明する。

図５は、本発明の実施形態に係る一体型ランプの斜視図であり、図６は、本発明の実施形態に係る一体型ランプの断面図であり、図７は、本発明の実施形態により一体型ランプがヒーターハウジングの上側から嵌入することを示す断面図であり、図８は、本発明の実施形態により一体型ランプがヒーターハウジングに取り付けられたことを示す断面図である。

一体型ランプ６００は、フィラメントアセンブリ６４０と、耐熱強化部材６３０と、導電線保護管６２０と、固定部材６１０と、導電線６５０と、を備える。

フィラメントアセンブリ６４０は、発熱するフィラメント６４４を有する加熱体であり、熱を発するフィラメント６４４と、フィラメント６４４を保護するフィラメント保護管６４５と、フィラメント６４４に電力を供給する導電板６４１と、導電板６４１を支持する導電板支持体６４２と、を備える。これらに加えて、フィラメント支持体６４３を備えていてもよい。

フィラメント６４４は、第１入力端６４４ａと、第２入力端６４４ｂと、加熱線６４４ｃと、を備え、第１入力端６４４ａに流入した電流が胴体である加熱線６４４ｃを通過して第２入力端６４４ｂに流出されて熱を発する。フィラメント６４４の材料は、高温下でも発光し続ける必要があるため融点が高いことと、適当な電気抵抗値を有することが求められる。この理由から、フィラメント６４４の材料としては、タングステンやニッケルなどが使用可能である。タングステンフィラメント６４４の場合、タングステンの融点が約３３９０℃であって、フィラメント６４４の発生温度（約２０００℃）よりも遥かに高いので、このような高温に耐えることができる。

フィラメント支持体６４３は、フィラメント６４４の加熱線６４４ｃを支持する支持台であり、石英などの不導体で製作される。

フィラメント保護管６４５は、フィラメント６４４を内部空間に収納してフィラメント６４４を保護する。フィラメント保護管６４５は、透明な石英などの材質で形成される。フィラメント保護管６４５は、耐熱強化部材６３０と、導電線保護管６２０及び固定部材６１０の係合方向と同じ長手方向を有する円周の管状を呈する。フィラメント保護管６４５は一方は閉塞されており、他方が耐熱強化部材６３０と嵌着されて全体的に密閉された内部空間を有し、このような内部空間はハロゲンガスで充填されて発熱効率が高くなる。フィラメント保護管６４５の直径は、耐熱強化部材６３０の直径に等しいか小さい。これは、一体型ランプをヒーターハウジング５００に取り付けたり、ヒーターハウジング５００からランプを取り外したりするとき、ヒーターハウジング５００に形成された着脱口を通過可能にするためである。ここで、耐熱強化部材６３０の直径が着脱口の直径に等しい。

第１導電板６４１ａは、フィラメント６４４の第１入力端６４４ａに電気的に接続される導電ボンディングされて第１導電線６５０ａに連結される。第２導電板６４１ｂもまた、フィラメント６４４の第２入力端６４４ｂに導電ボンディングされて第２導電線６５０ｂに連結される。このため、第１導電線６５０ａを介して外部電源から流入する電流は、第１導電板６４１ａを介して第１入力端６４４ａに入力され、フィラメント６４４の加熱線を経て第２導電板６４１ｂ及び第２導電線６５０ｂを介して外部電源に流出される。参考までに、第１導電板６４１ａ及び第２導電板６４１ｂは伝導性に優れたモリブデン（Ｍｏ）の金属板の材質を有する。

導電板支持体６４２は、第１導電板６４１ａと第２導電板６４１ｂを面上に配設して、一方の端がフィラメント保護管６４５に取着され、他方の端が耐熱強化部材６３０と嵌着される。フィラメント保護管６４５と分離されないようにフィラメント保護管６４５の一方の端を溶かして導電板支持体６４２の一方の端と嵌着させる。また、耐熱強化部材６３０と分離されないように導電板支持体６４２の他方の端を耐熱強化部材６３０に嵌入してセラミックボンディングする。参考までに、導電板支持体６４２は、石英などの不導体で形成される。

一方、耐熱強化部材６３０は、一方の端がフィラメントアセンブリ６４０の導電板支持体６４２と嵌着され、他方の端が導電線保護管６２０と嵌着されて、フィラメントアセンブリ６４０の導電板６４１と導電線保護管６２０との間に配設される。耐熱強化部材６３０は、セラミック（Ａ１_２Ｏ_３）のように熱に強い材質で形成される。このため、隣り合うフィラメント６４４によって発熱される熱によって部材が炭化される現象が防がれる。従来には、耐熱強化部材６３０なしにフィラメントアセンブリ６４０に導電線保護管６２０が直結されるような構造を取っていたため、フィラメントアセンブリ６４０と導電線保護管６２０との連結部位がフィラメント６４４の熱によって炭化されるという問題がある。しかしながら、本発明の実施形態は、フィラメントアセンブリ６４０と導電線保護管６２０との間に耐熱強化部材６３０を配設して、フィラメント６４４の熱によってもフィラメントアセンブリ６４０の接合部分において炭化現象が発生することを防ぐことができる。

導電線保護管６２０は、耐熱強化部材６３０の他方の端と嵌着される。導電線保護管６２０は、フィラメントアセンブリ６４０の第１及び第２導電板６４１にそれぞれ連結された第１及び第２導電線６５０ａ、６５０ｂ（６５０）を保護する筐体である。導電線保護管６２０の一方の端は耐熱強化部材６３０と嵌着され、他方の端はヒーターハウジング５００と係脱可能な固定部材６１０に取着される。導電線保護管６２０の表面は金属材質で形成され、導電線保護管６２０の内部はセラミックで充填される。このため、導電線保護管６２０の内部に配設される第１導電線６５０ａ及び第２導電線６５０ｂを導電線保護管６２０の内部においてセラミックで固定することができる。

導電線６５０は一方の端がフィラメントアセンブリ６４０に電気的に接続されて耐熱強化部材６３０と、導電線保護管６２０及び固定部材６１０を次第に貫通して配設され、他方の端が前記固定部材６１０から突出されている。このような導電線６５０は、被覆付き金属ワイヤのように薄い導電性配線である。導電線６５０は、第１導電線６５０ａと第２導電線６５０ｂを備える。第１導電線６５０ａは、第１導電板６４１ａに連結される金属ワイヤであり、第２導電線６５０ｂは、第２導電板６４１ｂに連結される金属ワイヤである。

固定部材６１０は、導電線保護管６２０の他方の端と嵌着され、ヒーターハウジング５００などの設備装置に着脱可能なフランジ面を有する。すなわち、導電線保護管６２０と、耐熱強化部材６３０と、フィラメントアセンブリ６４０及び固定部材６１０を次第に取着してこれらの構成要素が分離されない一体型ランプとして形成する。既存のランプ装置の場合には、固定部材６１０の役割を果たすソケットが配設されてランプをソケットに差し込んだり、ソケットからランプを引き抜いたりする構造を有していたが、本発明の一体型ランプの構造においては、導電線保護管６２０と、耐熱強化部材６３０と、フィラメントアセンブリ６４０及び固定部材６１０が分離されない一体型構造であるため、従来のランプを誤って取り付ける問題や、ソケットにランプを取り付けたりソケットからランプを取り外したりするときにフィラメント保護管６４５が割れるなどの問題を解消することができる。

固定部材６１０は、導電線６５０が貫通する胴体柱と、胴体柱のサイドウォールから周方向に沿って突出された突出フランジ６１３と、を備える。突出フランジ６１３は、ヒーターハウジング５００に固定部材６１０を着脱する役割を果たす。導電線保護管６２０と、耐熱強化部材６３０と、フィラメントアセンブリ６４０及び固定部材６１０を有する一体型ランプをヒーターハウジング５００に取り付けるためには、図７に示すように、ヒーターハウジング５００の着脱口にフィラメントアセンブリ６４０から次第に嵌入し、嵌入し終わると、図８に示すように、固定部材６１０の突出フランジ６１３とヒーターハウジング５００をボルト６１２などを用いて係合して取り付けを完了する。

要するに、固定部材６１０は、ボルト６１２などを用いてヒーターハウジング５００に対して着脱可能な部材であるため、固定部材６１０のみをヒーターハウジング５００に取着するだけで、フィラメントアセンブリ６４０と、耐熱強化部材６３０と、導電線保護管６２０及び固定部材６１０を有する一体型ランプをヒーターハウジング５００に組み付けることが可能になる。逆に、固定部材６１０をヒーターハウジング５００から取り外すだけで、フィラメントアセンブリ６４０と、耐熱強化部材６３０と、導電線保護管６２０及び固定部材６１０を有する一体型ランプをヒーターハウジング５００から取り外すことが可能になる。

一方、フィラメントアセンブリ６４０が配設された方向を向く突出フランジ６１３の面に封止材嵌着溝６１１が形成される。固定部材６１０がヒーターハウジング５００と係合されるときにヒーターハウジング５００内の密閉力を向上させるために、突出フランジ６１３の底面にＯリングなどの封止材が嵌入する封止材嵌着溝６１１が形成される。なお、固定部材６１０は、セラミック、金属、合成樹脂などの材質で形成される。

一方、前記の固定部材６１０は、上述したように、単一の胴体として実現されてもよいが、本発明の他の実施形態によれば、上部固定部材６１００と下部固定部材６２００とが二元化された固定部材６１０として実現されてもよい。フィラメントアセンブリ６４０の寿命が尽きたり故障したりした場合、フィラメントアセンブリ６４０付き部分のみを取り替えてコストを節減するために、固定部材６１０を上部固定部材６１００と下部固定部材６２００とに二元化させる。

図９は、本発明の実施形態に係る上部固定部材と下部固定部材が係合された一体型ランプの斜視図であり、図１０は、本発明の実施形態に係る上部固定部材と下部固定部材が分離されている一体型ランプの斜視図であり、図１１は、本発明の実施形態に係る上部固定部材と下部固定部材を有する一体型ランプの断面図である。

二元化された構造の固定部材６１０は、一方の端面から周縁に沿って突出された上部フランジ６１０２を有する上部固定部材６１００と、一方の端面から周縁に沿って突出されて上部フランジ６１０２と接する下部フランジ６２０２を有する下部固定部材６２００と、上部フランジ６１０２と下部フランジ６２０２を係合する係合部材６３００と、を備える。上部固定部材６１００と下部固定部材６２００をボルトなどの係合部材６３００を用いて係合することにより、係脱が手軽に行われる。

上部固定部材６１００は、上部柱体６１０１と、上部柱体６１０１の一方の端面から周縁に沿って突出された上部フランジ６１０２と、下部固定部材６２００と接する上部柱体６１０１の面から突出され、突出面に導電性の端子ピン嵌着溝６１０４を有する係合突出体６１０３と、端子ピン嵌着溝６１０４に連結されて外部に突出された外部電源連結線６１０５と、を備える。係合突出体６１０３には内側に端子ピン嵌着溝６１０４が形成されて、端子ピン嵌着溝６１０４の表面は導電性膜となっている。このため、端子ピン嵌着溝６１０４の導電性膜に外部電源連結線６１０５が電気的に接続されているので、外部の電力を端子ピン嵌着溝６１０４の導電性膜まで伝達することができる。

下部固定部材６２００は、下部柱体２０１と、下部柱体６２０１の一方の端面から周縁に沿って突出されて上部フランジ６１０２と対向する下部フランジ６２０２と、上部固定部材６１００と接する下部柱体６２０１の面に掘設された段付面を有し、端子ピン嵌着溝６１０４と向かい合う位置の段付面に端子ピン６２０３が突設された係合溝６２０４と、を備える。このような端子ピン６２０３は、第１及び第２端子ピンとして実現されて、第１導電線６５０ａ及び第２導電線６５０ｂにそれぞれ連結される。

上部フランジ６１０２と下部フランジ６２０２が係合されると、下部フランジ６２０２に形成された端子ピン６２０３が上部フランジ６１０２の端子ピン嵌着溝６１０４に嵌入して接して導電性を有する。このため、外部の電力が端子ピン嵌着溝６１０４と、端子ピン６２０３及び導電線６５０を経てフィラメント６４４に電力を供給することが可能になる。

一方、図示はしないが、下部固定部材６２００には、ヒーターハウジング５００と係合させるボルトが嵌入する係合溝（図示せず）が形成されて、下部固定部材６２００をヒーターハウジング５００に対して係脱することができる。

一方、フィラメントアセンブリ６４０が配設された方向を向く下部フランジ６２０２の面に形成されて封止材が配設される本体係合封止材嵌着溝６４００と、上部フランジ６１０２と接する下部フランジ６２０２の面に形成されて封止材が配設されるフランジ係合封止材嵌着溝６４０１が付設されてもよい。本体係合封止材嵌着溝６４００は、ヒーターハウジング５００に下部固定部材６２００を組み付けるときにＯリングなどの封止材による密閉性を向上させるために形成され、フランジ係合封止材嵌着溝６４０１は、上部フランジ６１０２と下部フランジ６２０２を互いに当接させて係合させるときにＯリングなどの封止材による密閉性を向上させるために形成される。

図１２は、本発明の実施形態により一体型ランプを製造する過程を示す図である。

以下の説明において、一方の端とは、当該部材の長手方向の先端をいい、他方の端とは、一方の端の長手方向の反対側に配設された先端をいう。

まず、フィラメントアセンブリを設ける過程を有する。このようなフィラメントアセンブリの製造過程は、図１２（ａ）に示すように、第１入力端６４４ａに電流が入力されて加熱線６４４ｃを介して第２入力端６４４ｂを流れて熱を発するタングステン材質のフィラメント６４４を設け、モリブデン材質の第１導電板６４１ａと第２導電板６４１ｂが取り付けられた導電板支持体６４２を設ける。参考までに、第１入力端６４４ａと第２入力端６４４ｂは、石英材質のフィラメント支持体６４３によって支持される。

図１２（ｂ）に示すように、フィラメント６４４の第１入力端６４４ａと第２入力端６４４ｂを第１導電板６４１ａと第２導電板６４１ｂにそれぞれ導電されるようにボンディングする。次いで、図１２（ｃ）に示すように、石英材質のフィラメント保護管６４５内部のフィラメント６４４を配設した後、フィラメント保護管６４５の一方の端を溶かして導電板支持体６４２に取着して封止する。次いで、フィラメント保護管６４５に形成された注入管を用いてフィラメント保護管６４５の内部空間を真空状態にし、次いで、ハロゲンガスを注入管を介してフィラメント保護管６４５の内部空間に流し込んで、フィラメント保護管６４５の内部空間をハロゲン雰囲気にした後に注入管を封止する。

そして、図１２（ｄ）に示すように、第１導電板６４１ａと第２導電板６４１ｂに導電性を有する第１導電線６５０ａと第２導電線６５０ｂをそれぞれボンディングして連結する。参考までに、このような第１及び第２導電線６５０ａ、６５０ｂは所定の長さを有して先端が最終的に固定部材６１０を貫通して突出される。

次いで、図１２（ｅ）に示すように、耐熱強化部材６３０の一方の端をフィラメントアセンブリ６４０の導電板支持体６４２に取着して、耐熱強化部材６３０とフィラメントアセンブリ６４０の導電板支持体６４２が互いに分離されないように係合する。このとき、第１導電線６５０ａ及び第２導電線６５０ｂは耐熱強化部材６３０を貫通して配設される。また、このような取着は、フィラメントアセンブリ６４０の導電板支持体６４２の先端を耐熱強化部材６３０で凝固して行う。このような耐熱強化部材６３０の材質としては、熱に強いセラミック（Ａｌ_２Ｏ_３）が採用される。

耐熱強化部材６３０を形成した後、図１２（ｆ）に示すように、耐熱強化部材６３０の他方の端と導電線保護管６２０の一方の端が互いに分離されないように係合する。耐熱強化部材６３０と導電線保護管６２０はセラミックボンディングによって係合される。導電線保護管６２０は金属材質の中空の柱体であり、導電線保護管６２０の内部はセラミックで充填される。このとき、導電線保護管６２０の内部に充填されたセラミックには、耐熱強化部材６３０から突出された第１導電線６５０ａ及び第２導電線６５０ｂが貫通して導電線保護管６２０から突出されて配設される。

導電線保護管６２０を形成した後、図１２（ｇ）に示すように、固定部材６１０と導電線保護管６２０の他方の端が互いに分離されないように係合する。このとき、第１導電線６５０ａ及び第２導電線６５０ｂは固定部材６１０の内部を貫通して突出されて、外部の電源部と連結される。一体型ランプの長手方向に沿ってフィラメントアセンブリ６４０と、耐熱強化部材６３０と、導電線保護管６２０及び固定部材６１０が次第に取着されて一体型に製作される。固定部材６１０は、ボルトなどによりヒーターハウジング５００に対して着脱可能な部材であるため、固定部材６１０のみをヒーターハウジング５００に取り付けるだけで、フィラメントアセンブリ６４０と、耐熱強化部材６３０と、導電線保護管６２０及び固定部材６１０を有する一体型ランプをヒーターハウジング５００に取り付けることが可能になる。逆に、固定部材６１０をヒーターハウジング５００から取り外すだけで、フィラメントアセンブリ６４０と、耐熱強化部材６３０と、導電線保護管６２０及び固定部材６１０を有する一体型ランプをヒーターハウジング５００から取り外すことが可能になる。

参考までに、固定部材のフランジ底面には、Ｏリングなどの封止材６１１ａが配設されてヒーターハウジング５００との係合時に密閉性を向上させることができる。

一方、分離型の場合、上述した過程は同様であり、但し、図１３に示すように、上部固定部材６１００と下部固定部材６２００をそれぞれ次第に取着する過程を有する。参考までに、フィラメントアセンブリ６４０が配設された方向を向く下部フランジ６２０２の面に形成されて封止材が配設される本体係合封止材嵌着溝６４００と、上部フランジ６１０２と接する下部フランジ６２０２の面に形成されて封止材が配設されるフランジ係合封止材嵌着溝６４０１が付設されてもよい。本体係合封止材嵌着溝６４００は、ヒーターハウジング５００に下部固定部材６２００を取り付けるときにＯリングなどの封止材による密閉性を向上させるために形成され、フランジ係合封止材嵌着溝６４０１は、上部フランジ６１０２と下部フランジ６２０２を互いに当接させて係合するときにＯリングなどの封止材による密閉性を向上させるために形成される。

以上、添付図面に基づき、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、後述する特許請求の範囲によって限定される。よって、この技術分野における通常の知識を有する者であれば、後述する特許請求の範囲の技術的思想から逸脱しない範囲内において本発明を種々に変形及び修正することができる。

６００：一体型ランプ
６１０：固定部材
６２０：導電線保護管
６３０：耐熱強化部材
６４０：フィラメントアセンブリ

Claims

熱を発するフィラメントを有するフィラメントアセンブリと、
一方の端が前記フィラメントアセンブリと嵌着される耐熱強化部材と、
一方の端が前記耐熱強化部材の他方の端と嵌着される導電線保護管と、
前記導電線保護管の他方の端と嵌着される固定部材と、
一方の端が前記フィラメントアセンブリに電気的に接続されて前記耐熱強化部材、導電線保護管及び固定部材を次第に貫通して配設され、他方の端が前記固定部材から突出されている導電線と、
を備え、
前記固定部材は、
前記導電線が貫通する胴体柱と、
前記胴体柱のサイドウォールから周方向に沿って突出される突出フランジと、
を備え、
前記フィラメントアセンブリが配設された方向を向く突出フランジの面に封止材嵌着溝が形成されるランプ装置。
前記フィラメントアセンブリは、
第１入力端に流入した電流が加熱線を通過して第２入力端に流出されて熱を発するフィラメントと、
前記フィラメントを内部に有するフィラメント保護管と、
前記第１入力端に導電ボンディングされて第１導電線が連結された第１導電板と、
前記第２入力端に導電ボンディングされて第２導電線が連結された第２導電板と、
前記第１導電板と第２導電板を面上に配設して、一方の端が前記フィラメント保護管に取着され、他方の端が前記耐熱強化部材と嵌着される導電板支持体と、
を備える請求項１に記載のランプ装置。
前記フィラメント保護管は、前記耐熱強化部材と、導電線保護管及び固定部材の係合方向と同じ長手方向を有する請求項２に記載のランプ装置。
前記フィラメント保護管の直径は、前記耐熱強化部材の直径に等しいか小さい請求項３に記載のランプ装置。
前記耐熱強化部材は、セラミック材質で形成される請求項１に記載のランプ装置。
前記導電線保護管は、メタル材質で形成される請求項１に記載のランプ装置。
前記導電線保護管の内部は、セラミックで充填される請求項１に記載のランプ装置。
前記固定部材は、
一方の端面から周縁に沿って突出された上部フランジを有する上部固定部材と、
一方の端面から周縁に沿って突出されて前記上部フランジと接する下部フランジを有する下部固定部材と、
前記上部フランジと下部フランジを係合する係合部材と、
を備える請求項１に記載のランプ装置。
前記上部固定部材は、
上部柱体と、
前記上部柱体の一方の端面から周縁に沿って突出された上部フランジと、
前記下部固定部材と接する上部柱体の面から突出され、突出面に導電性の端子ピン嵌着溝を有する係合突出体と、
前記端子ピン嵌着溝に連結されて外部に突出された外部電源連結線と、
を備える請求項８に記載のランプ装置。
前記下部固定部材は、
下部柱体と、
前記下部柱体の一方の端面から周縁に沿って突出されて前記上部フランジと対向する下部フランジと、
前記上部固定部材と接する下部柱体の面に掘設された段付面を有し、前記端子ピン嵌着溝と向かい合う位置の段付面に端子ピンが突設された係合溝と、
を備える請求項９に記載のランプ装置。
前記フィラメントアセンブリが配設された方向を向く下部フランジの面に形成されて封止材が配設される本体係合封止材嵌着溝と、
前記上部フランジと接する下部フランジの面に形成されて封止材が配設されるフランジ係合封止材嵌着溝と、
を備える請求項１０に記載のランプ装置。
熱を発するフィラメントを有するフィラメントアセンブリを設ける過程と、
前記フィラメントアセンブリに導電線を連結する過程と、
前記導電線が耐熱強化部材の内部を貫通するようにし、前記耐熱強化部材の一方の端を前記フィラメントアセンブリと嵌着させて分離されないようにする過程と、
前記耐熱強化部材を貫通して突出された導電線が導電線保護管を貫通するようにし、前記導電線保護管の一方の端を前記耐熱強化部材の他方の端と嵌着させて分離されないようにする過程と、
前記導電線保護管を貫通して突出された導電線が、ヒーターハウジングと係合可能な固定部材を貫通するようにし、前記固定部材を前記導電線保護管の他方の端と嵌着させて分離されないようにする過程と、
を含むランプの製造方法。
前記固定部材を前記導電線保護管の他方の端と嵌着させる前に、前記導電線保護管の内部をセラミックで充填する請求項１２に記載のランプの製造方法。