JP2001102154A - Ceramic heater - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミナを主成分
とし、芯材と絶縁層等とからなる基材中に抵抗発熱体を
埋設したセラミックヒーターの製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic heater having alumina as a main component and a resistance heating element embedded in a base material comprising a core and an insulating layer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】芯材とこの芯材を被覆する絶縁層との間
に、高融点金属からなる抵抗発熱体が埋設されたセラミ
ックヒーターは、自動車用の酸素センサーやグローシス
テム等における発熱源として、また、半導体加熱用ヒー
ター及び石油ファンヒーター等の石油気化器用熱源等と
して、広範囲に使用されている。2. Description of the Related Art A ceramic heater in which a resistance heating element made of a high melting point metal is embedded between a core material and an insulating layer covering the core material is used as a heat source in an oxygen sensor for automobiles, a glow system, and the like. Further, it is widely used as a heat source for oil vaporizers such as semiconductor heaters and oil fan heaters.
【０００３】図７（ａ）は、この種のセラミックヒータ
ーの一例を模式的に示した斜視図であり、（ｂ）は、
（ａ）図におけるＡ−Ａ線断面図である。このセラミッ
クヒーターは、円柱形状の芯材３１とこの芯材３１に接
着層３７を介して巻き付けられた絶縁層３２との間に抵
抗発熱体３３ａ及び端子３３ｂが埋設され、この端子３
３ｂが絶縁層３２の外側に設けられた外部端子３４と接
続され、外部端子３４にリード線３６が固定されて構成
されている。FIG. 7A is a perspective view schematically showing an example of this type of ceramic heater, and FIG.
(A) It is AA sectional drawing in a figure. In this ceramic heater, a resistance heating element 33a and a terminal 33b are embedded between a cylindrical core material 31 and an insulating layer 32 wound around the core material 31 via an adhesive layer 37.
3b is connected to an external terminal 34 provided outside the insulating layer 32, and a lead wire 36 is fixed to the external terminal 34.
【０００４】この端子３３ｂと外部端子３４とは、図７
（ｂ）に示すように、絶縁層３２の外部端子３４下に設
けられたスルーホール３５を介して接続されている。そ
して、外部端子３４にリード線３６を介して通電するこ
とによって抵抗発熱体３３ａが発熱する結果、ヒーター
として機能する仕組みとなっている。なお、抵抗発熱体
として発熱させたくない端子３３ｂ部分は、（ａ）に示
したように、導体層の幅を広くとって、抵抗率を低くし
ている。The terminal 33b and the external terminal 34 are
As shown in (b), the connection is made via a through hole 35 provided below the external terminal 34 of the insulating layer 32. Then, when the external terminal 34 is energized through the lead wire 36, the resistance heating element 33a generates heat, so that it functions as a heater. As shown in FIG. 3A, the resistance of the terminal 33b, which is not to be heated as a resistance heating element, is reduced by increasing the width of the conductor layer.
【０００５】上記セラミックヒーターを構成する芯材３
１及び絶縁層３２は、通常、ＳｉＯ2等を焼結助剤とし
て含むアルミナ等により構成されており、抵抗発熱体３
３ａ及び端子３３ｂは、Ｗ、Ｍｏ等の高融点金属を主成
分とし、これにアルミナ、窒化ケイ素、ムライト等のセ
ラミック成分を添加したものにより構成されている。[0005] Core material 3 constituting the above ceramic heater
1 and the insulating layer 32 are usually made of alumina or the like containing SiO 2 or the like as a sintering aid.
The 3a and the terminals 33b are composed of a material having a high melting point metal such as W and Mo as a main component, and a ceramic component such as alumina, silicon nitride and mullite added thereto.
【０００６】そして、このようなセラミックヒーター
は、芯材３１となるアルミナ粉末を含む円柱形状の生成
形体に、その表面に上記高融点金属とセラミック成分と
を含む導体ペースト層が形成されたグリーンシートを、
導体ペースト層が形成された側を内側にして巻き付けた
後、脱脂、焼成することにより製造される。[0006] Such a ceramic heater has a green sheet in which a conductor paste layer containing the refractory metal and the ceramic component is formed on the surface of a cylindrical shaped body containing alumina powder to be the core material 31. To
After being wound with the side on which the conductive paste layer is formed on the inside, it is manufactured by degreasing and firing.
【０００７】このセラミックヒーターにおいて、芯材３
１と絶縁層３２とは、同じ材質により構成されているの
で、焼成過程において、これらの生成形体はほぼ同様に
収縮する。従って、抵抗発熱体３３ａや端子３３ｂが埋
設されている部分以外の部分では、芯材３１と絶縁層３
２との境界に大きな応力は作用しない。In this ceramic heater, the core material 3
Since 1 and the insulating layer 32 are made of the same material, these formed bodies shrink in a similar manner during the firing process. Therefore, in the portion other than the portion where the resistance heating element 33a and the terminal 33b are embedded, the core material 31 and the insulating layer 3
No large stress acts on the boundary between the two.
【０００８】しかしながら、上記高融点金属を含む導体
ペースト層の収縮率は、絶縁層となるグリーンシートの
収縮率とは大きく異なるため、これらの収縮率の相違に
起因して、製造されたセラミックヒーターの抵抗発熱体
３３ａ及び端子３３ｂと絶縁層３２との界面に大きな応
力が発生し、特にその幅の広い端子３３ｂ部分の角部に
応力が集中しやすいため、（ｂ）に示したように、端子
３３ｂの角部を起点とする絶縁層３２部分にクラックＣ
が発生しやすいという問題があった。However, since the shrinkage of the conductor paste layer containing the high melting point metal is significantly different from the shrinkage of the green sheet serving as the insulating layer, the ceramic heater produced due to the difference in the shrinkage is produced. Large stress is generated at the interface between the resistance heating element 33a and the terminal 33b and the insulating layer 32, and the stress tends to concentrate particularly at the corner of the wide terminal 33b, as shown in FIG. A crack C is formed on the insulating layer 32 starting from the corner of the terminal 33b.
There is a problem that is easy to occur.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題に
鑑み、抵抗発熱体又は該抵抗発熱体の端部から延出され
た端子部（引出し部）に、焼成時の絶縁層との収縮率の
相違等に起因してクラック等が生ずることのないセラミ
ックヒーターの製造方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a method for shrinking a resistance heating element or a terminal (extending portion) extending from an end of the resistance heating element with an insulating layer during firing. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a ceramic heater in which cracks and the like do not occur due to a difference in rate.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明は、主としてアル
ミナからなる基材中に、Ｗ、Ｒｅ及びＭｏからなる群か
ら選ばれる少なくとも１種を主成分とし、残部がセラミ
ック成分からなる抵抗発熱体が埋設されてなるセラミッ
クヒーターであって、上記抵抗発熱体は、発熱部と上記
発熱部の両端より延出した一対の引出し部よりなり、上
記引出し部は、両端部を除いて、幅０．８ｍｍ以下の複
数の引出し配線に分割されていることを特徴とするセラ
ミックヒーターである。以下、本発明を詳細に説明す
る。According to the present invention, there is provided a resistance heating element comprising, as a main component, at least one selected from the group consisting of W, Re, and Mo in a substrate mainly composed of alumina, and a balance composed of a ceramic component. Is embedded in the ceramic heater, wherein the resistance heating element comprises a heating section and a pair of extraction sections extending from both ends of the heating section, and the extraction section has a width of 0.1 mm except for both end sections. A ceramic heater characterized by being divided into a plurality of lead wires of 8 mm or less. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】図１（ａ）は、本発明の製造方法
により製造されるセラミックヒーターの一例を模式的に
示した斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）図におけるＡ−
Ａ線断面図である。FIG. 1A is a perspective view schematically showing one example of a ceramic heater manufactured by the manufacturing method of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line A.
【００１２】図１に示したように、本発明のセラミック
ヒーター１０では、アルミナを主成分とする円柱形状の
芯材１１の表面に発熱部１３ａと引出し部１３ｂとから
なる抵抗発熱体１３及び端子１４が設けられ、この抵抗
発熱体１３及び端子１４のほぼ全体を覆うようにアルミ
ナを主成分とする絶縁層１２が形成されている。As shown in FIG. 1, in a ceramic heater 10 of the present invention, a resistance heating element 13 comprising a heating portion 13a and a lead portion 13b and a terminal are provided on a surface of a cylindrical core material 11 mainly composed of alumina. An insulating layer 12 containing alumina as a main component is formed so as to cover almost the whole of the resistance heating element 13 and the terminal 14.
【００１３】すなわち、抵抗発熱体１３は、芯材１１と
絶縁層１２とからなる基材中に埋設されており、端子１
４の一部が、絶縁層１２の切り欠き部１５において外側
に露出し、この露出した端子１４部分にろう材を介して
リード線１６が接続、固定されている。That is, the resistance heating element 13 is buried in the base material composed of the core material 11 and the insulating layer 12, and
A part of 4 is exposed outside at a cutout 15 of the insulating layer 12, and a lead 16 is connected and fixed to the exposed terminal 14 via a brazing material.
【００１４】本発明のセラミックヒーターは、図１に示
した構成のものに限られず、図７に示したような抵抗発
熱体３３ａ（端子３３ｂ）の一部が基材表面に露出して
おらず、リード線がスルーホール等により抵抗発熱体と
接続されたものであってもよい。The ceramic heater of the present invention is not limited to the one shown in FIG. 1, but a part of the resistance heating element 33a (terminal 33b) shown in FIG. Alternatively, the lead wire may be connected to the resistance heating element through a through hole or the like.
【００１５】本発明のセラミックヒーターにおける抵抗
発熱体は、発熱部と、発熱部の両端より延出した一対の
引出し部とからなり、引出し部は、両端部を除いて、幅
０．８ｍｍ以下の複数の引出し配線に分割されている。The resistance heating element in the ceramic heater according to the present invention comprises a heating section and a pair of extraction sections extending from both ends of the heating section, and the extraction section except for both end sections has a width of 0.8 mm or less. It is divided into a plurality of lead wirings.
【００１６】図２は、上記セラミックヒーターに設けら
れた抵抗発熱体１３のみを取り出して展開した展開図で
ある。図２に示すように、抵抗発熱体１３は、左端部に
形成された発熱部１３ａと、この発熱部１３ａの両端よ
り延出した一対の引出し部１３ｂよりなり、この引出し
部１３ｂは、両端部を除いて、幅０．８ｍｍ以下の４本
の引出し配線１３０に分割されている。FIG. 2 is a developed view in which only the resistance heating element 13 provided in the ceramic heater is taken out and developed. As shown in FIG. 2, the resistance heating element 13 includes a heating portion 13a formed at the left end, and a pair of drawing portions 13b extending from both ends of the heating portion 13a. Are divided into four lead wires 130 having a width of 0.8 mm or less.
【００１７】従来より、発熱させたくない引出し部１３
ｂ（図７では、端子部３３ｂ）は、その幅を広くとって
抵抗率を下げることにより発熱を回避していた。しか
し、例えば、図７に示したように、引出し部１３ｂ（端
子部３３ｂ）を幅広くとると、抵抗発熱体となる導体ペ
ーストと絶縁層となるグリーンシートとの焼成時の収縮
率の差に起因して、抵抗発熱体と絶縁層との間に大きな
応力が発生し、しかも、抵抗発熱体の角部にその応力が
集中し、その結果、絶縁層にクラックが発生しやすくな
る。なお、以下においては、上記した収縮率の差を抵抗
発熱体と絶縁層との収縮率の差ということにする。Conventionally, the drawer 13 which does not want to generate heat
b (the terminal portion 33b in FIG. 7) has a large width to reduce the resistivity to avoid heat generation. However, for example, as shown in FIG. 7, when the lead portion 13 b (terminal portion 33 b) is made wider, the difference is caused by a difference in shrinkage rate between the conductive paste serving as the resistance heating element and the green sheet serving as the insulating layer during firing. As a result, a large stress is generated between the resistance heating element and the insulating layer, and the stress is concentrated on the corners of the resistance heating element. As a result, cracks easily occur in the insulation layer. In the following, the difference in the shrinkage rate is referred to as the difference in the shrinkage rate between the resistance heating element and the insulating layer.
【００１８】しかしながら、本発明では、引出し部１３
ｂを、幅０．８ｍｍ以下の極めて幅の狭い引出し配線１
３０に分割しているので、引出し配線１３０の角部に応
力が集中するおそれが少なくなる。しかも、引出し部１
３ｂは、複数の引出し配線１３０に分割されているの
で、応力がこれら複数の引出し配線１３０に分散され
る。従って、焼成時の絶縁層と抵抗発熱体との収縮率の
差に起因して、絶縁層にクラックが発生することはな
い。However, in the present invention, the drawer 13
b is a very narrow lead wire 1 having a width of 0.8 mm or less.
Since it is divided into 30, the risk of stress being concentrated on the corners of the extraction wiring 130 is reduced. Moreover, the drawer 1
Since 3b is divided into a plurality of extraction wirings 130, the stress is distributed to these extraction wirings 130. Therefore, no crack is generated in the insulating layer due to a difference in shrinkage between the insulating layer and the resistance heating element during firing.
【００１９】引出し配線１３０は、その幅が０．８ｍｍ
以下で、２本以上であればその本数は特に限定されない
が、通常は、３本ないし４本が好ましい。引出し配線１
３０の幅を０．８ｍｍ以下としているのは、引出し配線
１３０の幅が０．８ｍｍを超えると、絶縁層１２との収
縮率の相違に起因して幅の広い引出し配線１３０の角部
に応力が集中し、絶縁層１２にクラックが発生しやすく
なるからである。The width of the lead wiring 130 is 0.8 mm.
In the following, the number is not particularly limited as long as it is two or more, but usually three or four is preferable. Leader wiring 1
The reason why the width of the lead wire 30 is 0.8 mm or less is that if the width of the lead wire 130 exceeds 0.8 mm, a stress is applied to a corner portion of the wide lead wire 130 due to a difference in shrinkage ratio with the insulating layer 12. Is concentrated, and cracks easily occur in the insulating layer 12.
【００２０】抵抗発熱体１３及び端子１４は、Ｗ、Ｒｅ
及びＭｏの高融点金属からなる群から選ばれる少なくと
も１種を主成分とし、残部がセラミック成分からなる。
従って、主成分の高融点金属は、単独で用いられてもよ
く、２種以上が併用されてもよい。また、残部のセラミ
ック成分としては、アルミナ、窒化珪素、ムライト等、
又は、これらの混合物からなるセラミックが挙げられ
る。The resistance heating element 13 and the terminal 14 are W, Re.
And at least one selected from the group consisting of high melting point metals of Mo and Mo, and the remainder is composed of a ceramic component.
Therefore, the high melting point metal as the main component may be used alone, or two or more kinds may be used in combination. The remaining ceramic components include alumina, silicon nitride, mullite, etc.
Alternatively, a ceramic made of a mixture of these may be used.
【００２１】また、セラミックヒーター１０における芯
材１１及び絶縁層１２は、アルミナを主成分とするセラ
ミックにより構成されている。アルミナを主成分とする
セラミックは、焼結助剤として、ＳｉＯ2 を４重量％以
下、ＭｇＯを０．５重量％以下、ＣａＯを１．２重量％
以下含有していることが好ましい。The core 11 and the insulating layer 12 of the ceramic heater 10 are made of a ceramic containing alumina as a main component. In the ceramic containing alumina as a main component, 4 wt% or less of SiO 2 , 0.5 wt% or less of MgO, and 1.2 wt% of CaO as sintering aids
It is preferable to contain the following.
【００２２】また、上記アルミナセラミックの密度率
は、９６％以上が好ましい。上記密度率とは、セラミッ
クの理論密度に対する実際の焼結体の密度の比の百分率
をいう。芯材１１及び絶縁層１２の密度率が９６％未満
であると、開孔が存在する可能性が高くなるため、長期
間、このセラミックヒータを使用した場合には、開孔を
介した酸素の侵入により抵抗発熱体１３が酸化されやす
くなる。The density ratio of the alumina ceramic is preferably 96% or more. The density ratio is a percentage of the ratio of the density of the actual sintered body to the theoretical density of the ceramic. When the density ratio of the core material 11 and the insulating layer 12 is less than 96%, there is a high possibility that an opening exists, and when this ceramic heater is used for a long period, The resistance heating element 13 is easily oxidized by the intrusion.
【００２３】次に、本発明のセラミックヒーターの製造
方法の一例について説明する。図３〜６は、このセラミ
ックヒーター１０を製造する工程の一部を模式的に示し
た図であり、いずれの図においても、（ａ）は断面図、
（ｂ）は正面図である。Next, an example of a method for manufacturing the ceramic heater of the present invention will be described. 3 to 6 are views schematically showing a part of a process of manufacturing the ceramic heater 10, in which (a) is a sectional view,
(B) is a front view.
【００２４】まず、図３に示したように、まず、離型性
を有するプラスチックフィルム２１上に、接着剤層２２
を印刷し、続いて、導体ペースト印刷工程として、印刷
により抵抗発熱体１３となる導体ペースト層２３ａ、２
３ｂと端子１４となる導体ペースト層２３ｃとを形成
し、これらを乾燥させる。導体ペースト層２３ａ、２３
ｂ、２３ｃは、図２に示した抵抗発熱体１３及び端子１
４の形状となるように、パターニングを行う。First, as shown in FIG. 3, an adhesive layer 22 is formed on a plastic film 21 having releasability.
Then, as a conductor paste printing step, the conductor paste layers 23a and 23a, which become the resistance heating elements 13 by printing, are printed.
3b and a conductive paste layer 23c to be the terminals 14 are formed and dried. Conductive paste layers 23a, 23
b and 23c are the resistance heating element 13 and the terminal 1 shown in FIG.
Patterning is performed so as to obtain the shape of FIG.
【００２５】接着剤層２２を形成するのは、ヒーターを
製造した際、切り欠き部１５から露出する部分の端子１
４を芯材１１にしっかりと接着させるためである。ま
た、導体ペースト層２３ａ、２３ｂと導体ペースト層２
３ｃとは、しっかりと接続されるようにお互いに接触さ
せた状態で形成する。The adhesive layer 22 is formed when the heater 1 is manufactured and the terminal 1 is exposed from the cutout 15.
This is because 4 is firmly adhered to the core material 11. Further, the conductive paste layers 23a and 23b and the conductive paste layer 2
3c is formed in a state where they are in contact with each other so as to be firmly connected.
【００２６】導体ペースト層２３ａ、２３ｂ、２３ｃ
は、Ｗ、Ｒｅ及びＭｏの高融点金属からなる群から選ば
れる少なくとも１種の粒子８５〜１００重量％とアルミ
ナ等のセラミック成分の粒子１５〜０重量％とバインダ
ー樹脂と溶剤とを含んでいる。Conductive paste layers 23a, 23b, 23c
Contains 85 to 100% by weight of at least one kind of particles selected from the group consisting of refractory metals of W, Re and Mo, 15 to 0% by weight of particles of a ceramic component such as alumina, a binder resin, and a solvent. .
【００２７】次に、図４に示したように、グリーンシー
ト印刷工程として、導体ペースト印刷工程で印刷された
導体ペースト層２３ａ、２３ｂ、２３ｃを含む領域に、
導体ペースト層２３ａ、２３ｂ、２３ｃを覆うように、
絶縁層用のアルミナ粉末とバインダー樹脂と溶剤とを含
むペーストを重ねて印刷してグリーンシート２４の層を
形成し、このグリーンシート２４の乾燥を行う。このと
き、焼成後に切り欠き部が形成される部分の導体ペース
ト層２３ｃは、グリーンシート２４に覆われておらず、
露出している。Next, as shown in FIG. 4, as a green sheet printing step, a region including the conductor paste layers 23a, 23b and 23c printed in the conductor paste printing step is formed.
In order to cover the conductor paste layers 23a, 23b, 23c,
A paste containing alumina powder for an insulating layer, a binder resin, and a solvent is overlaid and printed to form a layer of the green sheet 24, and the green sheet 24 is dried. At this time, the portion of the conductive paste layer 23c where the notch is formed after firing is not covered with the green sheet 24,
It is exposed.
【００２８】次に、図５に示したように、グリーンシー
ト２４が下側にくるように図４に示した積層体２０を反
転し、所定の台２５の上に載置した後、例えば、台２５
に形成された貫通孔（図示せず）を介した空気の吸引力
等を利用して台２５に固定し、プラスチックフィルム２
１を剥離する。なお、（ｂ）は、プラスチックフィルム
２１を剥離した後の積層体２０を表している。Next, as shown in FIG. 5, the laminate 20 shown in FIG. 4 is turned over so that the green sheet 24 is on the lower side, and is placed on a predetermined table 25. Stand 25
The film 25 is fixed to the base 25 by using air suction force or the like through a through hole (not shown) formed in the plastic film 2.
1 is peeled off. (B) shows the laminate 20 after the plastic film 21 has been peeled off.
【００２９】続いて、巻き付け工程として、図６に示し
たように、積層体２０の上に円柱形状の芯材１１となる
生成形体２６を載置し、生成形体２６の周囲に積層体２
０を巻き付けることにより、焼成用の原料成形体を作製
する。Subsequently, as a winding step, as shown in FIG. 6, the forming body 26 serving as the cylindrical core material 11 is placed on the laminated body 20, and the laminated body 2 is formed around the forming body 26.
By winding 0, a raw material compact for firing is produced.
【００３０】その後、所定の温度で脱脂して、生成形体
２６、導体ペースト層２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、グリー
ンシート２４中の有機物を除去し、続いて、焼成を行っ
てアルミナ等や高融点金属等を焼結させることにより、
セラミックヒーター１０（図１参照）を製造する。Thereafter, degreasing is performed at a predetermined temperature to remove the organic substances in the formed body 26, the conductive paste layers 23a, 23b, 23c, and the green sheet 24. Subsequently, firing is performed to obtain alumina or high melting point metal. By sintering
The ceramic heater 10 (see FIG. 1) is manufactured.
【００３１】なお、生成形体２５を中空状とすることに
より、脱脂工程や焼成工程において、発生する気体の抜
けが良好になり、効率よく脱脂、焼成を行うことができ
る。By making the formed body 25 hollow, the gas generated in the degreasing step and the baking step can be released well, and degreasing and baking can be performed efficiently.
【００３２】この焼成工程において、生成形体２６、導
体ペースト層２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、及び、グリーン
シート２４は、いずれも収縮するが、本発明では、製造
するセラミックヒーターの引出し部１３ｂを、幅０．８
ｍｍ以下の複数の引出し配線１３０に分割して形成して
いるので、その収縮率の差に起因して、引出し配線１３
０の角部に応力が集中することはなく、絶縁層にクラッ
クが発生することもない。In the firing step, the formed body 26, the conductive paste layers 23a, 23b, 23c, and the green sheet 24 are all shrunk. In the present invention, however, the width of the drawer 13b of the ceramic heater to be manufactured is reduced to 0 mm. .8
mm, the wirings are divided into a plurality of wirings 130 mm or less.
There is no concentration of stress at the corners of 0, and no cracks occur in the insulating layer.
【００３３】[0033]
【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
【００３４】実施例１〜３ 上記実施の形態において説明した方法を用い、図１に示
した構成のセラミックヒーター１０を製造した。このと
きの焼成温度は、１６００℃であった。Examples 1 to 3 Using the method described in the above embodiment, a ceramic heater 10 having the structure shown in FIG. 1 was manufactured. The firing temperature at this time was 1600 ° C.
【００３５】導体ペースト層２３ａ、２３ｂ、２３ｃ中
の導体成分の組成、乾燥体の密度、及び、収縮率を下記
の表１に示した。また、グリーンシート２４中のセラミ
ック成分の組成、乾燥体の密度、及び、収縮率を、同様
に、下記の表１に示した。なお、導体ペースト層２３
ａ、２３ｂ、２３ｃのバインダー樹脂としてはメタクリ
ル酸エステル系共重合体を用い、溶剤としてはジエチレ
ングリコールを用いた。また、グリーンシート２４のバ
インダー樹脂としてはメタクリル酸エステル系共重合体
を用い、溶剤としてはα−テルピネオールを用いた。The composition of the conductor components in the conductor paste layers 23a, 23b and 23c, the density of the dried body, and the shrinkage are shown in Table 1 below. The composition of the ceramic component in the green sheet 24, the density of the dried body, and the shrinkage are also shown in Table 1 below. The conductor paste layer 23
Methacrylate copolymers were used as binder resins a, 23b, and 23c, and diethylene glycol was used as a solvent. In addition, a methacrylic acid ester-based copolymer was used as a binder resin of the green sheet 24, and α-terpineol was used as a solvent.
【００３６】さらに、焼成により得られるセラミックヒ
ーター１０の引き出し配線１３０の幅、及び、本数を、
同じく、表１に示した。Further, the width and the number of the lead-out wires 130 of the ceramic heater 10 obtained by firing are as follows:
Also shown in Table 1.
【００３７】次に、上記方法により製造したセラミック
ヒーター１０を、抵抗発熱体１３の引出し部１３ｂが存
在する部分で切断し、引出し部１３ｂ及び絶縁層１２が
形成されている部分を顕微鏡により観察した。その結果
を下記の表１に示した。Next, the ceramic heater 10 manufactured by the above method was cut at the portion where the lead portion 13b of the resistance heating element 13 was present, and the portion where the lead portion 13b and the insulating layer 12 were formed was observed with a microscope. . The results are shown in Table 1 below.
【００３８】比較例１ 引出し部１３ｂの引出し配線１３０の幅と本数を表１に
示した値に変更したほかは、実施例１の場合と同様に、
セラミックヒーターを製造した。このときの焼成温度
は、１６００℃であった。COMPARATIVE EXAMPLE 1 Except for changing the width and the number of the lead wires 130 of the lead portion 13b to the values shown in Table 1, the same as in the case of the first embodiment,
A ceramic heater was manufactured. The firing temperature at this time was 1600 ° C.
【００３９】導体ペースト層２３ａ、２３ｂ、２３ｃ中
の高融点金属の組成、乾燥体の密度、及び、収縮率を下
記の表１に示した。また、グリーンシート２４中のセラ
ミック成分の組成、乾燥体の密度、及び、収縮率を、同
様に、下記の表１に示した。The composition of the refractory metal in the conductive paste layers 23a, 23b, and 23c, the density of the dried body, and the shrinkage are shown in Table 1 below. The composition of the ceramic component in the green sheet 24, the density of the dried body, and the shrinkage are also shown in Table 1 below.
【００４０】次に、上記方法により製造したセラミック
ヒーター１０を、抵抗発熱体１３の引出し部１３ｂが存
在する部分で切断し、引出し部１３ｂ及び絶縁層１２が
形成されている部分を顕微鏡により観察した。その結果
を下記の表１に示した。Next, the ceramic heater 10 manufactured by the above method was cut at a portion where the lead portion 13b of the resistance heating element 13 was present, and the portion where the lead portion 13b and the insulating layer 12 were formed was observed with a microscope. . The results are shown in Table 1 below.
【００４１】[0041]
【表１】 [Table 1]
【００４２】上記表１に示した結果より明らかなよう
に、実施例１〜３に係るセラミックヒーターでは、引出
し部１３ｂは、その幅が０．８ｍｍ以下の複数の引出し
配線１３０により構成されているので、焼成時の絶縁層
と抵抗発熱体の収縮率の差に起因して抵抗発熱体に応力
が集中することはなく、そのため、絶縁層にクラックは
発生していない。As is clear from the results shown in Table 1, in the ceramic heaters according to Examples 1 to 3, the lead portion 13b is constituted by a plurality of lead wires 130 having a width of 0.8 mm or less. Therefore, stress does not concentrate on the resistance heating element due to the difference in shrinkage ratio between the insulating layer and the resistance heating element during firing, and therefore, no crack occurs in the insulation layer.
【００４３】一方、比較例１では、引出し部は、その幅
が１．３ｍｍの１本の引出し配線により構成されている
ので、引出し配線の角部に応力が集中し、その応力集中
に起因して絶縁層にクラックが発生した。On the other hand, in Comparative Example 1, since the lead-out portion is constituted by one lead-out wire having a width of 1.3 mm, stress is concentrated on the corner of the lead-out wire, and the stress concentration is caused by the stress concentration. Cracks occurred in the insulating layer.
【００４４】[0044]
【発明の効果】本発明のセラミックヒーターは、上記の
ように構成されているので、抵抗発熱体の引出し配線の
角部に、絶縁層と抵抗発熱体との収縮率の差に起因した
応力集中が発生せず、そのため、絶縁層にクラックが発
生することはない。Since the ceramic heater of the present invention is constructed as described above, the stress concentration caused by the difference in the contraction rate between the insulating layer and the resistance heating element is caused at the corner of the lead-out wiring of the resistance heating element. Does not occur, and therefore, no crack occurs in the insulating layer.
【図１】（ａ）は、本発明のセラミックヒーターの構造
を示す斜視図であり、（ｂ）は、Ａ−Ａ線断面図であ
る。FIG. 1A is a perspective view showing a structure of a ceramic heater according to the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA.
【図２】本発明のセラミックヒーターを構成する抵抗発
熱体及び端子を平面状に展開して示した展開図である。FIG. 2 is a developed view in which a resistance heating element and terminals constituting the ceramic heater of the present invention are developed in a plane.
【図３】（ａ）は、本発明のセラミックヒーターの製造
方法における一工程を模式的に示した断面図であり、
（ｂ）は、正面図である。FIG. 3A is a cross-sectional view schematically showing one step in a method for manufacturing a ceramic heater according to the present invention;
(B) is a front view.
【図４】（ａ）は、本発明のセラミックヒーターの製造
方法における一工程を模式的に示した断面図であり、
（ｂ）は、正面図である。FIG. 4A is a cross-sectional view schematically showing one step in a method for manufacturing a ceramic heater according to the present invention;
(B) is a front view.
【図５】（ａ）は、本発明のセラミックヒーターの製造
方法における一工程を模式的に示した断面図であり、
（ｂ）は、正面図である。FIG. 5A is a cross-sectional view schematically showing one step in a method for manufacturing a ceramic heater of the present invention,
(B) is a front view.
【図６】（ａ）は、本発明のセラミックヒーターの製造
方法における一工程を模式的に示した断面図であり、
（ｂ）は、正面図である。FIG. 6A is a cross-sectional view schematically showing one step in the method for manufacturing a ceramic heater of the present invention,
(B) is a front view.
【図７】（ａ）は、従来のセラミックヒーターの構造を
示す斜視図であり、（ｂ）は、その断面図である。FIG. 7A is a perspective view showing a structure of a conventional ceramic heater, and FIG. 7B is a sectional view thereof.
１０ セラミックヒーター １１ 芯材 １２ 絶縁層 １３ 抵抗発熱体 １３ａ 発熱部 １３ｂ 引出し部 １４ 端子 １５ 切り欠き部 １６ リード線 １３０ 引出し配線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ceramic heater 11 Core material 12 Insulating layer 13 Resistance heating element 13a Heating part 13b Lead-out part 14 Terminal 15 Notch part 16 Lead wire 130 Lead-out wiring
Claims (2)
Ｗ、Ｒｅ及びＭｏからなる群から選ばれる少なくとも１
種を主成分とし、残部がセラミック成分からなる抵抗発
熱体が埋設されてなるセラミックヒーターであって、前
記抵抗発熱体は、発熱部と前記発熱部の両端より延出し
た一対の引出し部よりなり、前記引出し部は、両端部を
除いて、幅０．８ｍｍ以下の複数の引出し配線に分割さ
れていることを特徴とするセラミックヒーター。1. In a substrate mainly composed of alumina,
At least one selected from the group consisting of W, Re and Mo
A ceramic heater having a seed as a main component and a resistance heating element made of a ceramic component embedded in the remainder, wherein the resistance heating element includes a heating section and a pair of extraction sections extending from both ends of the heating section. A ceramic heater, wherein the lead portion is divided into a plurality of lead wires having a width of 0.8 mm or less except for both end portions.
層とから構成され、前記芯材と前記絶縁層との間に抵抗
発熱体が埋設されている請求項１記載のセラミックヒー
ターの製造方法。2. The substrate according to claim 1, wherein the base material includes a core material and an insulating layer surrounding the core material, and a resistance heating element is buried between the core material and the insulating layer. Manufacturing method of ceramic heater.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27588299A JP2001102154A (en) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | Ceramic heater |
| PCT/JP2000/006594 WO2001024582A1 (en) | 1999-09-29 | 2000-09-26 | Ceramic heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27588299A JP2001102154A (en) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | Ceramic heater |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001102154A true JP2001102154A (en) | 2001-04-13 |
Family
ID=17561760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27588299A Pending JP2001102154A (en) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | Ceramic heater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001102154A (en) |
-
1999
- 1999-09-29 JP JP27588299A patent/JP2001102154A/en active Pending
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