JPH11273839A - Manufacture of ceramic heater - Google Patents
Manufacture of ceramic heaterInfo
- Publication number
- JPH11273839A JPH11273839A JP7450098A JP7450098A JPH11273839A JP H11273839 A JPH11273839 A JP H11273839A JP 7450098 A JP7450098 A JP 7450098A JP 7450098 A JP7450098 A JP 7450098A JP H11273839 A JPH11273839 A JP H11273839A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heater
- pattern
- green sheet
- flow direction
- ceramic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用酸
素センサ、グローシステム、半導体加熱用、石油ファン
ヒータ等に使用されるセラミックヒータの製造方法に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic heater used for, for example, an oxygen sensor for an automobile, a glow system, a semiconductor heater, an oil fan heater, and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、例えば酸素センサには、その
検出素子の加熱のために、平板状や円筒状のセラミック
ヒータが使用されている。例えば円筒状のセラミックヒ
ータは、例えばアルミナからなる円筒状のセラミック基
材（セラミック碍管）の表面に、ヒータパターンが形成
されたグリーンシートが巻きつけられて、一体焼成され
たものである。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in a oxygen sensor, a flat or cylindrical ceramic heater has been used for heating its detecting element. For example, a cylindrical ceramic heater is obtained by winding a green sheet on which a heater pattern is formed on a surface of a cylindrical ceramic base material (ceramic insulator tube) made of, for example, alumina and integrally firing the green sheet.
【０００３】この種のセラミックヒータは、通常、下記
〜の手順にて製造される（特開平１−２２５０８７
号公報及び特開平４−３２９２９１号公報参照）。 まず、ドクターブレード法により、例えばアルミナを
主成分とするスラリーを原料として、帯状のグリーンシ
ートを連続して形成する。[0003] This type of ceramic heater is usually manufactured by the following procedure (Japanese Patent Laid-Open No. 1-225087).
And JP-A-4-329291). First, a belt-shaped green sheet is continuously formed by a doctor blade method using, for example, a slurry containing alumina as a main component as a raw material.
【０００４】次に、このグリーンシートを所定寸法に
カットした後に、グリーンシート上に、例えばタングス
テン等の高融点金属を有するペーストを用いて、スクリ
ーン印刷等のペースト印刷法により、ヒータパターンを
厚膜印刷して形成する。 次に、ヒータパターンを形成したグリーンシートを、
セラミック基材の表面に積層し、一体焼成する。Then, after cutting the green sheet to a predetermined size, a heater pattern is formed on the green sheet by a paste printing method such as screen printing using a paste having a high melting point metal such as tungsten. Print and form. Next, the green sheet on which the heater pattern is formed is
It is laminated on the surface of the ceramic substrate and fired integrally.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した方
法で、グリーンシート上にヒータパターンを形成する場
合には、焼成してセラミックヒータを形成した際に、そ
の長手方向や幅方向に寸法ばらつきが発生するという問
題があった。However, when a heater pattern is formed on a green sheet by the above-described method, when a ceramic heater is formed by firing, a dimensional variation in the longitudinal direction or the width direction is caused. There was a problem that occurred.
【０００６】また、ヒータパターンをペースト印刷する
場合には、ヒータパターンの印刷厚みがばらつき、結果
として、焼成後のヒータ抵抗値がばらつくという問題も
あった。本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたもの
であり、セラミックヒータの寸法ばらつきを低減すると
ともに、ヒータパターンの印刷厚みのばらつきを低減で
きるセラミックヒータの製造方法を提供することを目的
とする。Further, when the heater pattern is printed by paste printing, there is also a problem that the printing thickness of the heater pattern varies, and as a result, the heater resistance after firing varies. The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a ceramic heater that can reduce dimensional variations of a ceramic heater and reduce variations in the print thickness of a heater pattern. .
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の請求項１の発明では、ドクターブレード法により所定
の流れ方向にグリーンシートを作製し、グリーンシート
上にヒータパターンを印刷し、その後焼成するセラミッ
クヒータの製造方法において、ドクターブレード法によ
るグリーンシートの流れ方向と、ヒータパターンの長手
方向とを一致させることを特徴とするセラミックヒータ
の製造方法を要旨とする。According to the first aspect of the present invention, a green sheet is formed in a predetermined flow direction by a doctor blade method, a heater pattern is printed on the green sheet, and then fired. The gist of the present invention is a method of manufacturing a ceramic heater, wherein a flow direction of a green sheet by a doctor blade method is made to coincide with a longitudinal direction of a heater pattern.
【０００８】本発明では、グリーンシートの流れ方向と
ヒータパターンの長手方向とを一致させているので、焼
成によるセラミックヒータの寸法ばらつきを低減でき
る。本発明は、各種の実験の結果得られたものであり、
本発明により寸法ばらつきを低減できる正確な理由は明
確ではないが、ドクターブレード法によりグリーンシー
トを作製する際に、その流れ方向と垂直方向とでは割掛
け（収縮の割合）が異なり、また、グリーンシートの流
れ方向ではスラリーの粒子の配向が揃っていると推定さ
れるので、その粒子の配向が揃う流れ方向にヒータパタ
ーンの長手方向を一致させることにより、収縮に影響を
及ぼする要素が揃って、寸法ばらつきが低減すると考え
られる。In the present invention, since the flow direction of the green sheet coincides with the longitudinal direction of the heater pattern, the dimensional variation of the ceramic heater due to firing can be reduced. The present invention has been obtained as a result of various experiments,
The exact reason why the present invention can reduce the dimensional variation is not clear, but when producing a green sheet by the doctor blade method, the flow direction and the vertical direction are different in the division (shrinkage ratio). Since it is presumed that the orientation of the particles of the slurry is uniform in the flow direction of the sheet, by aligning the longitudinal direction of the heater pattern with the flow direction in which the orientation of the particles is uniform, the factors affecting shrinkage are uniform. It is considered that the dimensional variation is reduced.
【０００９】請求項２の発明は、ドクターブレード法に
より所定の流れ方向にグリーンシートを作製し、グリー
ンシート上にヒータパターンを印刷し、その後焼成する
セラミックヒータの製造方法において、ドクターブレー
ド法によるグリーンシートの流れ方向と、ヒータパター
ンのうち少なくとも発熱パターンの印刷方向とを一致さ
せることを特徴とするセラミックヒータの製造方法を要
旨とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a ceramic heater manufacturing method in which a green sheet is formed in a predetermined flow direction by a doctor blade method, a heater pattern is printed on the green sheet, and then fired. A gist of the present invention is a method of manufacturing a ceramic heater, wherein a flow direction of a sheet and a printing direction of at least a heating pattern in a heater pattern are matched.
【００１０】本発明では、グリーンシートの流れ方向と
少なくとも発熱パターンの印刷方向とを一致させている
ので、発熱パターンの印刷厚みのばらつきを低減でき、
それにより、ヒータパターンの抵抗値のばらつきを低減
できる。本発明は、各種の実験の結果得られたものであ
り、本発明により印刷厚みのばらつきを低減できる正確
な理由は明確ではないが、ドクターブレード法によりグ
リーンシートを作製する際に、その流れ方向と垂直方向
とでは表面の凹凸の状態が異なり、流れ方向の方が表面
の凹凸が少ないので、流れ方向と印刷方向とを一致させ
ることにより、印刷厚みのばらつきが低減すると考えら
れる。In the present invention, since the flow direction of the green sheet and at least the printing direction of the heat generation pattern are made coincident, the variation in the print thickness of the heat generation pattern can be reduced.
Thereby, the variation in the resistance value of the heater pattern can be reduced. The present invention has been obtained as a result of various experiments, and the exact reason why the present invention can reduce the variation in the printing thickness is not clear, but when the green sheet is produced by the doctor blade method, the flow direction is Since the unevenness of the surface is different between the vertical direction and the vertical direction, and the unevenness of the surface is smaller in the flow direction, it is considered that the variation in the printing thickness is reduced by making the flow direction and the printing direction coincide.
【００１１】請求項３の発明は、ドクターブレード法に
より所定の流れ方向にグリーンシートを作製し、グリー
ンシート上にヒータパターンを印刷し、その後焼成する
セラミックヒータの製造方法において、ドクターブレー
ド法によるグリーンシートの流れ方向と、ヒータパター
ンの長手方向と、ヒータパターンのうち少なくとも発熱
パターンの印刷方向とを一致させることを特徴とするセ
ラミックヒータの製造方法を要旨とする。A third aspect of the present invention relates to a method of manufacturing a ceramic heater in which a green sheet is formed in a predetermined flow direction by a doctor blade method, a heater pattern is printed on the green sheet, and then fired. The gist of the present invention is a method of manufacturing a ceramic heater, wherein a flow direction of a sheet, a longitudinal direction of a heater pattern, and at least a printing direction of a heating pattern in the heater pattern are made to coincide with each other.
【００１２】本発明では、グリーンシートの流れ方向
と、ヒータパターンの長手方向と、発熱パターンの印刷
方向とを全て一致させるので、寸法ばらつきが低減する
とともに、発熱パターンの長手方向における印刷厚みの
ばらつきが低減して、ヒータ抵抗値のばらつきが低減す
る。In the present invention, since the flow direction of the green sheet, the longitudinal direction of the heater pattern, and the printing direction of the heating pattern are all made to coincide, the dimensional variation is reduced, and the printing thickness variation in the longitudinal direction of the heating pattern is reduced. And the variation of the heater resistance value is reduced.
【００１３】尚、発熱パターンの印刷方向だけでなく、
ヒータパターン全体の印刷方向をもグリーンシートの流
れ方向と一致させる場合には、ヒータパターン全体の印
刷厚みがばらつきを低減して、一層ヒータ抵抗値のばら
つきを低減できる。請求項４の発明では、グリーンシー
トの流れ方向に対して、ヒータパターンの少なくとも発
熱パターンの印刷方向を垂直とする。In addition, not only the printing direction of the heat generation pattern,
When the printing direction of the entire heater pattern is also made to coincide with the flow direction of the green sheet, the variation in the printing thickness of the entire heater pattern can be reduced, and the variation in the heater resistance value can be further reduced. In the invention according to claim 4, the printing direction of at least the heating pattern of the heater pattern is perpendicular to the flow direction of the green sheet.
【００１４】本発明は、発熱パターンの印刷方向を例示
したものであり、本発明では、グリーンシートの流れ方
向と、ヒータパターンの長手方向とを一致させるが、発
熱パターンの印刷方向は前記流れ方向及び長手方向とは
垂直にしている。つまり、本発明では、３つの方向のう
ち印刷方向のみが異なるが、流れ方向及び長手方向は一
致しているので、寸法ばらつきが低減する効果がある。The present invention exemplifies the printing direction of the heat generation pattern. In the present invention, the flow direction of the green sheet is made to coincide with the longitudinal direction of the heater pattern. And it is perpendicular to the longitudinal direction. That is, in the present invention, only the printing direction is different among the three directions, but since the flow direction and the longitudinal direction are the same, there is an effect of reducing dimensional variations.
【００１５】請求項５の発明では、グリーンシートの流
れ方向に対して、ヒータパターンの長手方向を垂直とす
る。本発明は、ヒータパターンの形成方向を例示したも
のであり、本発明では、グリーンシートの流れ方向と、
発熱パターンの印刷方向とを一致させるが、ヒータパタ
ーンの長手方向のみを前記流れ方向及び印刷方向とは垂
直にしている。According to the invention of claim 5, the longitudinal direction of the heater pattern is perpendicular to the flow direction of the green sheet. The present invention exemplifies the direction in which the heater pattern is formed, and in the present invention, the direction in which the green sheet flows,
The printing direction of the heating pattern is made to coincide with the printing direction, but only the longitudinal direction of the heater pattern is perpendicular to the flow direction and the printing direction.
【００１６】つまり、本発明では、３つの方向のうち長
手方向のみが異なるが、流れ方向及び印刷方向は一致し
ているので、印刷厚みのばらつきが低減する効果があ
る。尚、前記ヒータパターンとしては、主として発熱を
行う発熱パターンと発熱パターンに通電するリードパタ
ーン及び端子パターンとからなるものが挙げられる。That is, in the present invention, only the longitudinal direction is different among the three directions, but since the flow direction and the printing direction are the same, there is an effect of reducing the variation in the printing thickness. The heater pattern includes a pattern mainly composed of a heat generation pattern for generating heat, and a lead pattern and a terminal pattern for energizing the heat generation pattern.
【００１７】前記発熱パターンとしては、蛇行する発熱
パターンが挙げられる。ここで、ヒータパターンの長手
方向と発熱パターンの長手方向とは、一致する場合（図
２参照）と異なる場合（図４参照）とがある。また、前
記グリーンシートとしては、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を主
成分とする材料からなるものが挙げられる。The heat generation pattern includes a meandering heat generation pattern. Here, the longitudinal direction of the heater pattern and the longitudinal direction of the heat generation pattern may coincide (see FIG. 2) or may differ (see FIG. 4). Examples of the green sheet include those made of a material containing alumina (Al 2 O 3 ) as a main component.
【００１８】前記ヒータパターンの材料として、高融点
材料である、白金（Ｐｔ）、白金−ロジウム（Ｒｈ）、
モリブデン（Ｍｎ）、タングステン（Ｗ）等が挙げられ
る。As the material of the heater pattern, platinum (Pt), platinum-rhodium (Rh),
Molybdenum (Mn), tungsten (W) and the like can be mentioned.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明のセラミックヒータ
の製造方法の例（実施例）を説明する。 （実施例） （１）まず、本実施例の方法によって製造されるセラミ
ックヒータの構造について説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an example (embodiment) of a method for manufacturing a ceramic heater according to the present invention will be described. Example (1) First, the structure of a ceramic heater manufactured by the method of the present example will be described.
【００２０】図１に示す様に、本実施例のセラミックヒ
ータ１は、丸棒状であり、円筒状のセラミック基材（ア
ルミナ碍管）２の周囲に、アルミナを主成分とする第１
セラミック層３及び第２セラミック層４が積層されてお
り、この第１セラミック層３及び第２セラミック層４の
間に、タングステンを主成分とするヒータ部５が配置さ
れている。As shown in FIG. 1, a ceramic heater 1 according to the present embodiment has a round rod shape, and a first ceramic mainly composed of alumina is provided around a cylindrical ceramic base (alumina insulator tube) 2.
A ceramic layer 3 and a second ceramic layer 4 are laminated, and a heater section 5 containing tungsten as a main component is disposed between the first ceramic layer 3 and the second ceramic layer 4.
【００２１】このヒータ部５は、図２に分解して示す様
に、セラミックヒータ１の先端側で何度も蛇行する発熱
部６と、セラミックヒータの後端側に配置されて電源側
と接続される陽極側端子部７ａ及び陰極側端子部７ｂ
と、発熱部６及び端子部７を接続する一対のリード部８
ａ，８ｂとから構成されている。As shown in an exploded view of FIG. 2, the heater section 5 has a heat generating section 6 meandering many times at the front end side of the ceramic heater 1 and a rear end side of the ceramic heater and is connected to the power supply side. Anode terminal 7a and cathode terminal 7b
And a pair of lead portions 8 connecting the heat generating portion 6 and the terminal portion 7
a, 8b.
【００２２】また、第１セラミック層３には、各リード
部８ａ，８ｂと対応して導通部９ａ，９ｂが形成されて
いる。この導通部９ａ，９ｂとは、第１セラミック層３
のスルーホールの内表面に導電層が形成されたものであ
る。更に、導通部９ａ，９ｂのヒータ部５と反対側に
は、各導通部９ａ，９ｂにより各端子部７ａ，７ｂに各
々接続される陽極側端末１０ａ及び陰極側端末１０ｂが
形成されている。The first ceramic layer 3 has conductive portions 9a and 9b corresponding to the leads 8a and 8b. The conductive portions 9a and 9b are the first ceramic layer 3
A conductive layer is formed on the inner surface of the through hole. Further, on the side opposite to the heater section 5 of the conduction sections 9a and 9b, an anode terminal 10a and a cathode terminal 10b connected to the terminal sections 7a and 7b by the conduction sections 9a and 9b, respectively, are formed.
【００２３】（２）次に、セラミックヒータの製造方法
について説明する。尚、前記第１セラミック層３、第２
セラミック層４、ヒータ部５、発熱部６、陽極側端子部
７ａ、陰極側端子部７ｂ、リード部８ａ，８ｂ、陽極側
端末１０ａ、陰極側端末１０ｂは、各々、第１グリーン
シート１３、第２グリーンシート１４、ヒータパターン
１５、発熱パターン１６、陽極側端子パターン１７ａ、
陰極側端子パターン１７ｂ、リードパターン１８ａ，１
８ｂ、陽極側端末パターン２０ａ、陰極側端末パターン
２０ｂが焼成されて形成されたものであるので、以下の
説明では前記図２を用いて説明する。(2) Next, a method of manufacturing a ceramic heater will be described. The first ceramic layer 3 and the second ceramic layer 3
The ceramic layer 4, the heater section 5, the heating section 6, the anode side terminal section 7a, the cathode side terminal section 7b, the lead sections 8a and 8b, the anode side terminal 10a and the cathode side terminal 10b are respectively a first green sheet 13 and a first green sheet 13. 2 green sheet 14, heater pattern 15, heating pattern 16, anode side terminal pattern 17a,
Cathode-side terminal pattern 17b, lead pattern 18a, 1
8b, the anode-side terminal pattern 20a, and the cathode-side terminal pattern 20b are formed by firing, so that the following description will be made with reference to FIG.
【００２４】ａ）グリーンシートの作製 まず、Ａｌ2Ｏ3粉末（純度９９．９％、平均粒径１．８
μｍ）と、焼結助剤であるＳｉＯ2粉末（純度９９．９
％、平均粒径１．４μｍ）と、ＣａＯとなるＣａＣＯ3
粉末（純度９９．９％、平均粒径３．２μｍ）と、Ｍｇ
ＯとなるＭｇＣＯ3粉末（純度９９．９％、平均粒径
３．２μｍ）と、必要に応じて添加されるＹ2Ｏ3等の微
量粉末とを、所定割合（例えばＡｌ2Ｏ3粉末９０重量
部、ＳｉＯ2粉末５重量部、ＣａＣＯ3粉末３重量部、Ｍ
ｇＣＯ3粉末２重量部）で配合して、配合物を調製し
た。A) Preparation of Green Sheet First, Al 2 O 3 powder (purity 99.9%, average particle size 1.8)
μm) and a sintering aid, SiO 2 powder (purity 99.9)
%, Average particle size of 1.4 μm) and CaCO 3 to be CaO.
Powder (purity 99.9%, average particle size 3.2 μm), Mg
A predetermined ratio (for example, Al 2 O 3 powder 90) is prepared by mixing MgCO 3 powder (purity 99.9%, average particle size 3.2 μm) as O and a trace amount powder such as Y 2 O 3 added as necessary. Parts by weight, SiO 2 powder 5 parts by weight, CaCO 3 powder 3 parts by weight, M
gCO 3 powder (2 parts by weight).
【００２５】そして、この配合物１００重量部に対し、
ポリブチルビニラール８重量部、ジブチルフタレート４
重量部、メチルエチルケトン及びトルエン７０重量部を
添加し、ボールミルで混合してスラリー状とした。その
後、減圧脱泡して、ドクターブレード法により、厚さ
０．３ｍｍの第１グリーンシート１３と、厚さ０．２０
ｍｍの第２グリーンシート１４を作製した。Then, for 100 parts by weight of this compound,
8 parts by weight of polybutyl vinylal, 4 parts of dibutyl phthalate
Parts by weight, methyl ethyl ketone and 70 parts by weight of toluene were added and mixed by a ball mill to form a slurry. Thereafter, the first green sheet 13 having a thickness of 0.3 mm and a thickness of 0.20
mm second green sheet 14 was produced.
【００２６】・ここで、ドクターブレード法について説
明する。 ドクターブレード法とは、図３（ａ）に示す様に、容器
３１から（一方向、即ち流れ方向に移動する）フィルム
３２上にスラリー３３を流して供給する際に、円柱の一
部が軸方向に切り欠かれた形状のブレード３４にて、ス
ラリー３３の層の厚さを調節するものである。Here, the doctor blade method will be described. As shown in FIG. 3A, when the slurry 33 is supplied from a container 31 onto a film 32 (moving in one direction, that is, in the flow direction) by flowing the slurry 33, a part of a cylinder is formed by an axis. The thickness of the layer of the slurry 33 is adjusted by the blade 34 having a shape notched in the direction.
【００２７】このフィルム３２上に配置されたスラリー
３３は、フィルム３２の移動とともに図示しない乾燥装
置によりメチルエチルケトン及びトルエンが適度に蒸発
させられ、帯状のグリーンシート３５となる。このグリ
ーンシート３５は、フィルム３２から分離されてリブ３
６により巻取られる。In the slurry 33 disposed on the film 32, methyl ethyl ketone and toluene are appropriately evaporated by a drying device (not shown) with the movement of the film 32, thereby forming a belt-like green sheet 35. The green sheet 35 is separated from the film 32 and
6 is wound up.
【００２８】その後、帯状のグリーンシート３５は、リ
ブ３６から引き出され、所定形状にカットされる。具体
的には、図３（ｂ）に示す様に、複数のヒータパターン
１５を形成できる様に、略正方形に切断されるととも
に、各端子パターン１７ａ，１７ｂが形成される位置
に、各々スルーホール２１ａ，２１ｂが形成される。Thereafter, the belt-shaped green sheet 35 is pulled out from the rib 36 and cut into a predetermined shape. More specifically, as shown in FIG. 3 (b), the substrate is cut into a substantially square shape so that a plurality of heater patterns 15 can be formed, and through holes are formed at positions where the terminal patterns 17a and 17b are formed. 21a and 21b are formed.
【００２９】その後、前記略正方形のグリーンシート上
に、一度の複数のヒータパターン１５を形成し、更に、
各ヒータパターン１５に対応した第１グリーンシート１
３にカットするのであるが、以下では、説明を明瞭にす
るために、第１グリーンシート１３単体にヒータパター
ン１５を印刷する場合を例に挙げて説明する。Thereafter, a plurality of heater patterns 15 are formed once on the substantially square green sheet.
First green sheet 1 corresponding to each heater pattern 15
In the following, a case where the heater pattern 15 is printed on the first green sheet 13 alone will be described for the sake of clarity.
【００３０】また、後の実験例でも示す様に、ドクター
ブレード法によるグリーンシート３５の形成方向（図２
では、左下方から右上方の流れ方向）と、ヒータパター
ン１５の長手方向（図２では、左下方から右上方の方
向）と、ヒータパターン１５（特に発熱パターン１６）
の印刷方向（図２では、左下方から右上方の印刷方向）
とは、様々な設定が可能であるが、ここでは、各方向を
全て一致させた場合を例に挙げる。Further, as shown in the following experimental example, the formation direction of the green sheet 35 by the doctor blade method (FIG. 2)
In FIG. 2, the flow direction from the lower left to the upper right), the longitudinal direction of the heater pattern 15 (in FIG. 2, the direction from the lower left to the upper right), and the heater pattern 15 (especially the heat generation pattern 16).
Printing direction (in FIG. 2, printing direction from lower left to upper right)
Means that various settings can be made. Here, a case where all directions are made to coincide with each other will be described as an example.
【００３１】尚、第２グリーンシート１４も、厚さが異
なる点及びスルーホール２１ａ，２１ｂがない点などを
除き、ほぼ同様なドクターブレード法により作成され
る。 ｂ）発熱パターンの印刷 第１グリーンシート１３の表面に、予め調節されたタン
グステンペーストを用いて、厚膜印刷法であるスクリー
ン印刷を行った。それにより、厚さ２５μｍのヒータパ
ターン１５を形成した。ここでは、ヒータパターン１５
の長手方向と印刷方向とを一致させた。尚、ヒータパタ
ーン１５の長手方向と第１グリーンシート１３の長手方
向とは、一致している。The second green sheet 14 is formed by a substantially similar doctor blade method except that the thickness is different and the through holes 21a and 21b are not provided. b) Printing of heat generation pattern A screen printing, which is a thick film printing method, was performed on the surface of the first green sheet 13 using a tungsten paste adjusted in advance. Thus, a heater pattern 15 having a thickness of 25 μm was formed. Here, the heater pattern 15
And the printing direction were matched. The longitudinal direction of the heater pattern 15 and the longitudinal direction of the first green sheet 13 match.
【００３２】即ち、第１グリーンシート１３の上面に
（図２では圧着時に下方の面となる）、発熱パターン１
６、陽極側端子パターン１７ａ、陰極側端子パターン１
７ｂ、リードパターン１８ａ，１８ｂからなるヒータパ
ターン１５を、ヒータパターン１５の形状に透孔が設け
られた金属製のマスク（図示せず）を使用して、厚膜印
刷（スクリーン印刷）した。That is, the heat generation pattern 1 is formed on the upper surface of the first green sheet 13 (in FIG.
6, anode side terminal pattern 17a, cathode side terminal pattern 1
7b, the heater pattern 15 composed of the lead patterns 18a and 18b was subjected to thick-film printing (screen printing) using a metal mask (not shown) provided with through holes in the shape of the heater pattern 15.
【００３３】ｃ）セラミック成形体の作製 次に、第１グリーンシート１３の他表面（図２の上方の
面）の所定位置、即ちスルーホール２１ａ，２１ｂに対
応する位置に、タングステンペーストを使用してスクリ
ーン印刷を行い、陽極側端末パターン２０ａ及び陰極側
端末パターン２０ｂを厚膜印刷した。C) Preparation of Ceramic Molded Body Next, a tungsten paste is used at a predetermined position on the other surface (upper surface in FIG. 2) of the first green sheet 13, that is, at a position corresponding to the through holes 21a and 21b. The anode side terminal pattern 20a and the cathode side terminal pattern 20b were printed by thick film.
【００３４】尚、前記タングステンペーストは、Ｗ粉末
（平均粒径１．５μｍ）、また必要に応じてＡｌ2Ｏ3粉
末（平均粒径１．５μｍ）、及びＲｅ粉末（平均粒径
１．５μｍ）を、所定の割合（例えばＷ粉末９０重量
部、Ａｌ2Ｏ3粉末１０重量部）で配合された配合物１０
０に対して、ポリビニルブチラール５重量部、ブチルカ
ルビドールアセテート２０重量部、アセトン７０重量部
を添加し、ボールミルで混合し、スラリー状とした後、
アセトンを乾燥して除去して得られる。The tungsten paste is composed of W powder (average particle size 1.5 μm), and, if necessary, Al 2 O 3 powder (average particle size 1.5 μm) and Re powder (average particle size 1.5 μm). ) At a predetermined ratio (for example, 90 parts by weight of W powder and 10 parts by weight of Al 2 O 3 powder).
To 0, 5 parts by weight of polyvinyl butyral, 20 parts by weight of butyl carbidol acetate, and 70 parts by weight of acetone were added and mixed by a ball mill to form a slurry.
It is obtained by drying and removing acetone.
【００３５】そして、前記印刷後に、この第１グリーン
シート１３のヒータパターン１５が印刷された表面に、
第２グリーンシート１４を積層して圧着した。次いで、
この第２グリーンシート１４の他表面（図２の下方の
面）に、アルミナペ−スト（共素地）を塗布し、この塗
布面をアルミナ製碍管２に向けて、第２グリーンシート
１４をアルミナ碍管２に巻き付け、外周を押圧して、セ
ラミックヒータ成形体を得た。After the printing, the surface of the first green sheet 13 on which the heater pattern 15 is printed,
The second green sheet 14 was laminated and pressed. Then
The other surface (the lower surface in FIG. 2) of the second green sheet 14 is coated with an alumina paste (co-base), and the coated surface is directed toward the alumina insulator 2 so that the second green sheet 14 is coated with the alumina insulator. 2, and the outer periphery was pressed to obtain a ceramic heater molded body.
【００３６】ｄ）セラミックヒータ成形体の焼成 上記の様にして得られたセラミックヒータ成形体を、２
５０℃で樹脂抜きし、その後、水素炉中で、１５５０℃
で１時間３０分間保持して焼成し、第１及び第２セラミ
ック層３，４、発熱部５、両端末部２０ａ，２０ｂ、ア
ルミナ碍管２が一体化した、前記図１に示すセラミック
ヒータ１を得た。 （実験例）次に、本実施例の効果を確認するために行っ
た実験例について説明する。D) Firing of the ceramic heater compact The ceramic heater compact obtained as described above is
The resin was removed at 50 ° C., and then 1550 ° C. in a hydrogen furnace.
The ceramic heater 1 shown in FIG. 1 in which the first and second ceramic layers 3 and 4, the heat generating portion 5, both ends 20 a and 20 b, and the alumina insulator tube 2 were integrated was fired while holding for 1 hour and 30 minutes. Obtained. (Experimental Example) Next, an experimental example performed to confirm the effect of the present embodiment will be described.
【００３７】まず、上述した実施例の製造方法にて、
（グリーンシートの）流れ方向と（ヒータパターンの）
長手方向と印刷方向とを一致させてセラミックヒータを
作成して、実施例の試料No.１〜３とした。そして、こ
のセラミックヒータに対して、ヒータ抵抗値及びシート
長のばらつき（最大値と最小値との差）を調べた。その
結果を、下記表１に記す。First, in the manufacturing method of the above-described embodiment,
Flow direction (of the green sheet) and (of the heater pattern)
Ceramic heaters were prepared by matching the longitudinal direction with the printing direction, and the samples were Nos. 1 to 3 of the examples. Then, for this ceramic heater, variations in the heater resistance value and the sheet length (difference between the maximum value and the minimum value) were examined. The results are shown in Table 1 below.
【００３８】ここで、ヒータ抵抗値としては、両端末間
の抵抗を測定した。尚、ヒータ抵抗値の目標値は、５．
５Ωである。また、シート長としては、焼成セラミック
層の長手方向の寸法を測定した。尚、シート長の目標値
は、５５．０ｍｍである。Here, as the heater resistance value, the resistance between both terminals was measured. Note that the target value of the heater resistance value is 5.
5Ω. Further, as the sheet length, a dimension in a longitudinal direction of the fired ceramic layer was measured. The target value of the sheet length is 55.0 mm.
【００３９】同様にして、流れ方向と長手方向とを一
致させるが、印刷方向は垂直とした本発明の範囲の試料
（No.４〜６）を作製し、同様な実験を行った。その結
果を、同じく下記表１に記す。 同様にして、流れ方向と印刷方向とを一致させるが、
長手方向は垂直とした本発明の範囲の試料（No.７〜
９）を作製し、同様な実験を行った。その結果を、同じ
く下記表１に記す。In the same manner, samples (Nos. 4 to 6) within the range of the present invention were prepared by making the flow direction coincide with the longitudinal direction but making the printing direction vertical, and the same experiment was performed. The results are also shown in Table 1 below. Similarly, the flow direction and the printing direction are matched,
Samples within the range of the present invention in which the longitudinal direction was vertical (No.
9) was fabricated, and a similar experiment was performed. The results are also shown in Table 1 below.
【００４０】更に、比較例として、流れ方向に対し
て、長手方向及び印刷方向を垂直とした本発明の範囲外
の試料（No.１０〜１２）を作製し、同様な実験を行っ
た。その結果を、同じく下記表１に記す。Further, as comparative examples, samples (Nos. 10 to 12) out of the range of the present invention in which the longitudinal direction and the printing direction were perpendicular to the flow direction were prepared, and similar experiments were performed. The results are also shown in Table 1 below.
【００４１】[0041]
【表１】 [Table 1]
【００４２】この表１から明かなように、本発明の範囲
の製造方法により製造されたセラミックヒータは、ヒー
タ抵抗値やシート長のばらつきが小さく好適である。特
に、（グリーンシートの）流れ方向と（ヒータパターン
の）長手方向と印刷方向とが一致している試料No.１〜
３は、ヒータ抵抗値及びシート長のばらつきが共に小さ
く好適である。As is clear from Table 1, the ceramic heater manufactured by the manufacturing method in the range of the present invention has a small variation in heater resistance and sheet length, and is suitable. In particular, sample Nos. 1 to 4 in which the flow direction (of the green sheet), the longitudinal direction (of the heater pattern), and the printing direction match.
No. 3 is preferable because both variations in the heater resistance value and the sheet length are small.
【００４３】また、流れ方向と長手方向とが一致してい
る試料No.４〜６は、シート長のばらつきが小さく好適
である。更に、流れ方向と印刷方向とが一致している試
料No.７〜９は、ヒータ抵抗値のばらつきが小さく好適
である。Samples Nos. 4 to 6 in which the flow direction and the longitudinal direction coincide with each other are suitable because they have a small variation in sheet length. Further, Sample Nos. 7 to 9 in which the flow direction and the printing direction match each other are preferable because the variation in heater resistance is small.
【００４４】それに対して、流れ方向に対して、長手方
向及び印刷方向が垂直の試料No.１０〜１２は、ヒータ
抵抗値及びシート長のばらつきが共に大きく好ましくな
い。この様に、本実施例のセラミックヒータの製造方法
では、流れ方向に対して、その長手方向や印刷方向が一
致しているので、セラミックヒータの寸法ばらつきを低
減でき、また、印刷厚みのばらつきを低減して、ヒータ
抵抗のばらつきを低減できるという顕著な効果を奏す
る。On the other hand, in Samples Nos. 10 to 12 in which the longitudinal direction and the printing direction are perpendicular to the flow direction, both the heater resistance value and the sheet length vary greatly, which is not preferable. As described above, in the method of manufacturing the ceramic heater according to the present embodiment, since the longitudinal direction and the printing direction match the flow direction, the dimensional variation of the ceramic heater can be reduced, and the variation of the printing thickness can be reduced. This has a remarkable effect that the variation in the heater resistance can be reduced.
【００４５】尚、本発明は前記実施例になんら限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の態様で実施しうることはいうまでもない。 （１）例えば、前記実施例では、セラミックヒータの形
状として、円筒状のものを形成したが、板状のセラミッ
クヒータとしてもよい。It is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention. (1) For example, in the above-described embodiment, a cylindrical heater is formed as the ceramic heater, but a plate-like ceramic heater may be used.
【００４６】（２）また、セラミック基材としては、両
端に通じる孔の開いた筒状（例えば円筒状）のもの、一
端が閉塞された筒状（例えば円筒状）のもの、あるいは
孔の開いていない柱状（例えば円柱状）のもの等を採用
できる。 （３）更に、前記実施例では、ヒータパターンと発熱パ
ターンの長手方向が一致している例を挙げたが、例えば
図４に示す様に、ヒータパターンと発熱パターンの長手
方向が異なっていてもよい。(2) Further, the ceramic base material is a cylindrical one (eg, a cylindrical shape) having holes opened to both ends, a cylindrical one (eg, a cylindrical shape) having one end closed, or an open hole. A columnar shape (for example, a columnar shape) or the like can be adopted. (3) Further, in the above-described embodiment, an example was given in which the longitudinal directions of the heater pattern and the heat generating pattern were the same. However, for example, as shown in FIG. Good.
【００４７】この場合は、グリーンシートの流れ方向と
ヒータパターンの長手方向とが一致しているが、発熱パ
ターンの長手方向は流れ方向に対して垂直である。尚、
この場合は、流れ方向と印刷方向とが一致している。In this case, the flow direction of the green sheet coincides with the longitudinal direction of the heater pattern, but the longitudinal direction of the heating pattern is perpendicular to the flow direction. still,
In this case, the flow direction matches the printing direction.
【００４８】[0048]
【発明の効果】以上詳述した様に、請求項１の発明で
は、グリーンシートの流れ方向とヒータパターンの長手
方向とを一致させているので、焼成によるセラミックヒ
ータの寸法ばらつきを低減できる。As described in detail above, according to the first aspect of the present invention, since the flow direction of the green sheet and the longitudinal direction of the heater pattern coincide with each other, dimensional variations of the ceramic heater due to firing can be reduced.
【００４９】請求項２の発明では、グリーンシートの流
れ方向と少なくとも発熱パターンの印刷方向とを一致さ
せているので、発熱パターンの印刷厚みのばらつきを低
減でき、それにより、ヒータパターンの抵抗値のばらつ
きを低減できる。請求項３の発明では、グリーンシート
の流れ方向と、ヒータパターンの長手方向と、発熱パタ
ーンの印刷方向とを全て一致させるので、寸法ばらつき
が低減するとともに、発熱パターンの長手方向における
印刷厚みのばらつきが低減して、ヒータ抵抗値のばらつ
きが低減する。According to the second aspect of the present invention, since the flow direction of the green sheet and at least the printing direction of the heat generation pattern are made to coincide with each other, variations in the print thickness of the heat generation pattern can be reduced, whereby the resistance value of the heater pattern can be reduced. Variation can be reduced. According to the third aspect of the present invention, since the flow direction of the green sheet, the longitudinal direction of the heater pattern, and the printing direction of the heating pattern are all matched, the dimensional variation is reduced, and the printing thickness variation in the longitudinal direction of the heating pattern is reduced. And the variation of the heater resistance value is reduced.
【図１】 セラミックヒータの一部を破断して示す斜視
図である。FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a ceramic heater.
【図２】 セラミックヒータを分解して示す斜視図であ
る。FIG. 2 is an exploded perspective view showing a ceramic heater.
【図３】 セラミックヒータの製造方法を示し、（ａ）
はドクターブレード法の説明図、（ｂ）はグリーンシー
トのカット方法を示す説明図である。FIG. 3 shows a method for manufacturing a ceramic heater, wherein (a)
FIG. 2 is an explanatory view of a doctor blade method, and FIG. 2B is an explanatory view showing a method of cutting a green sheet.
【図４】 他のセラミックヒータを示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing another ceramic heater.
１…セラミックヒータ ３…第１セラミック層 ４…第２セラミック層 ５…ヒータ部 ６…発熱部 １３…第１グリーンシート １４…第２グリーンシート １５…ヒータパターン １６…発熱パターン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ceramic heater 3 ... 1st ceramic layer 4 ... 2nd ceramic layer 5 ... Heater part 6 ... Heating part 13 ... 1st green sheet 14 ... 2nd green sheet 15 ... Heater pattern 16 ... Heating pattern
Claims (5)
向にグリーンシートを作製し、該グリーンシート上にヒ
ータパターンを印刷し、その後焼成するセラミックヒー
タの製造方法において、 前記ドクターブレード法による前記グリーンシートの流
れ方向と、前記ヒータパターンの長手方向とを一致させ
ることを特徴とするセラミックヒータの製造方法。1. A method of manufacturing a ceramic heater in which a green sheet is produced in a predetermined flow direction by a doctor blade method, a heater pattern is printed on the green sheet, and then fired, the method comprising the steps of: A method of manufacturing a ceramic heater, comprising: making a flow direction coincide with a longitudinal direction of the heater pattern.
向にグリーンシートを作製し、該グリーンシート上にヒ
ータパターンを印刷し、その後焼成するセラミックヒー
タの製造方法において、 前記ドクターブレード法による前記グリーンシートの流
れ方向と、前記ヒータパターンのうち少なくとも発熱パ
ターンの印刷方向とを一致させることを特徴とするセラ
ミックヒータの製造方法。2. A method of manufacturing a ceramic heater in which a green sheet is formed in a predetermined flow direction by a doctor blade method, a heater pattern is printed on the green sheet, and then fired, wherein the green sheet is formed by the doctor blade method. A method of manufacturing a ceramic heater, comprising: making a flow direction coincide with a printing direction of at least a heating pattern among the heater patterns.
向にグリーンシートを作製し、該グリーンシート上にヒ
ータパターンを印刷し、その後焼成するセラミックヒー
タの製造方法において、 前記ドクターブレード法による前記グリーンシートの流
れ方向と、前記ヒータパターンの長手方向と、前記ヒー
タパターンのうち少なくとも発熱パターンの印刷方向と
を一致させることを特徴とするセラミックヒータの製造
方法。3. A method for manufacturing a ceramic heater in which a green sheet is formed in a predetermined flow direction by a doctor blade method, a heater pattern is printed on the green sheet, and then fired, wherein the green sheet is formed by the doctor blade method. A method of manufacturing a ceramic heater, wherein a flow direction, a longitudinal direction of the heater pattern, and a printing direction of at least a heating pattern of the heater pattern are made to coincide with each other.
て、前記ヒータパターンの少なくとも発熱パターンの印
刷方向を垂直とすることを特徴とする前記請求項１に記
載のセラミックヒータの製造方法。4. The method for manufacturing a ceramic heater according to claim 1, wherein a printing direction of at least a heating pattern of the heater pattern is perpendicular to a flow direction of the green sheet.
て、前記ヒータパターンの長手方向を垂直とすることを
特徴とする前記請求項２に記載のセラミックヒータの製
造方法。5. The method according to claim 2, wherein a longitudinal direction of the heater pattern is perpendicular to a flow direction of the green sheet.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7450098A JPH11273839A (en) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | Manufacture of ceramic heater |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7450098A JPH11273839A (en) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | Manufacture of ceramic heater |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11273839A true JPH11273839A (en) | 1999-10-08 |
Family
ID=13549104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7450098A Pending JPH11273839A (en) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | Manufacture of ceramic heater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11273839A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007258045A (en) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Planar heating element |
| US7394043B2 (en) | 2002-04-24 | 2008-07-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Ceramic susceptor |
| CN104185317A (en) * | 2014-08-14 | 2014-12-03 | 厦门格睿伟业电子科技有限公司 | Double-layer cladding ceramic heating pipe |
-
1998
- 1998-03-23 JP JP7450098A patent/JPH11273839A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7394043B2 (en) | 2002-04-24 | 2008-07-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Ceramic susceptor |
| JP2007258045A (en) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Planar heating element |
| CN104185317A (en) * | 2014-08-14 | 2014-12-03 | 厦门格睿伟业电子科技有限公司 | Double-layer cladding ceramic heating pipe |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6169275B1 (en) | Ceramic heater and oxygen sensor using the same | |
| US5560851A (en) | Process for producing ceramic heating elements | |
| JP2007269524A (en) | Insulating ceramic, ceramic heater using the same and heater integrated element | |
| KR100259562B1 (en) | Nickel powder containing a composite oxide of la and ni and process for preparing the same | |
| JPH11273839A (en) | Manufacture of ceramic heater | |
| JP2007066671A (en) | Chip type fuse element and its manufacturing method | |
| JPH11273837A (en) | Manufacture of ceramic heater | |
| US6073340A (en) | Method of producing lamination type ceramic heater | |
| JPH04329289A (en) | Ceramic heater | |
| JP4629356B2 (en) | Manufacturing method of ceramic heater | |
| JP3182639B2 (en) | Ceramic heater and method of manufacturing the same | |
| JP3791085B2 (en) | Resistor paste, resistor using the same, and manufacturing method thereof | |
| JP3038039B2 (en) | Ceramic heater and method of manufacturing the same | |
| JP3813685B2 (en) | Ceramic heater | |
| JP4416427B2 (en) | Ceramic heater and manufacturing method thereof | |
| JP3929882B2 (en) | Flat ceramic heater and detection element using the same | |
| JP3685623B2 (en) | Ceramic heater | |
| JP4334659B2 (en) | Ceramic wiring board and manufacturing method thereof | |
| JPH0350397B2 (en) | ||
| JP2633838B2 (en) | High temperature thermistor | |
| JPH09275002A (en) | Thick-film resistor and chip resistor using the resistor and its manufacture | |
| JP2018166045A (en) | Ceramic heater and manufacturing method of ceramic heater | |
| JPH04329291A (en) | Ceramic hater and its manufacture | |
| JPH10308301A (en) | Resistance type temperature sensor | |
| JPH09161956A (en) | Manufacture of ceramic heater |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040428 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040518 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20040720 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041102 |