CN100544523C

CN100544523C - 陶瓷金属组件及陶瓷加热器

Info

Publication number: CN100544523C
Application number: CNB2006100937363A
Authority: CN
Inventors: 樱井喜久男; 高木保宏; 田中邦治; 铃木正人
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2005-06-16
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2009-09-23
Anticipated expiration: 2026-06-16
Also published as: US7638737B2; EP1734788A3; US20060283849A1; CN1882199A; EP1734788B1; EP1734788A2

Abstract

一种陶瓷金属组件，包括：陶瓷基底；电极板，其设置在所述陶瓷基底的表面上；连接端子，用于外部电连接；以及连接部分，其将所述连接端子连接到所述电极板。所述电极板具有与所述陶瓷基底接触的第一层和与所述连接部分接触的第二层。所述第一层包含体积百分比为20-50%的陶瓷成分，并且所述第二层包含所述连接部分的成分。

Description

陶瓷金属组件及陶瓷加热器

技术领域

本发明涉及陶瓷金属组件(ceramic-metal assembly)以及陶瓷加热器。更具体地讲，本发明涉及一种包括陶瓷金属组件的电极板(electrodepad)的陶瓷加热器，该电极板与陶瓷金属组件的陶瓷基底和连接端子具有增大的粘附力。

背景技术

通常，广泛使用这样的陶瓷加热器，其中由诸如钨或钼这样的难熔金属制成的加热电阻器被掩埋在由氧化铝等制成的陶瓷基底里。例如，通过以下方式形成插入在气敏元件的传感器元件里的陶瓷加热器：将结合有加热电阻器的陶瓷印刷电路基板卷绕在陶瓷管的周围，并且烧制产生的组件以便形成一个整体。陶瓷加热器在其外周表面上还具有电连接到所述加热电阻器的电极板。同样，用于将外部电压施加到所述加热电阻器上的连接端子被钎焊到相应电极板上。与加热电阻器类似，电极板由诸如钨或钼这样的难熔金属制成。

然而，由于陶瓷基底和电极板由不同金属制成，所以就会产生涉及其间的粘附力的问题。特别地，陶瓷加热器往往在高温下重复使用，或者以接受机械载荷的方式使用。因此，一个陶瓷焊盘或者两个陶瓷焊盘都可能从陶瓷基底上剥离。

鉴于上述情况，已经提出了一种方法，在该方法中，在烧制过程中将玻璃成分从未烧制的陶瓷基底引入到未烧制的电极板中，从而通过玻璃成分的粘附能力来增加陶瓷基底和电极板的连接强度(JP-A-49-076711和JP-A-57-082188)。当烧制完成时，未烧制的陶瓷基底和未烧制的电极板变成为陶瓷基底和电极板。已经报道了另外一种方法，在该方法中，将包含有未烧制的陶瓷基底的陶瓷材料粉末和未烧制的电极板的金属粉末的连接材料施加到未烧制的陶瓷基底和未烧制的电极板的连接表面上，然后进行烧制，从而增加陶瓷基底和电极板的连接强度(JP-A-58-120579)。

陶瓷加热器也往往在高温下重复使用，或者以接受机械载荷的方式使用。因此，对于结合所述连接端子和电极板而言，在上述情况下，一个连接端子或者两个连接端子都可能从电极板上剥离。在这个方面，已知有一种用于增强电极板和连接端子之间的结合强度的方法，在该方法中，确定钎焊材料的组成，从而获得在电极板和连接端子之间的高结合能力(JP-A-11-292649)。

然而，特别是在最近使用陶瓷加热器的方法中，在该方法中工作温度设置为更高的温度，且具有高的加热和冷却操作的重复频率或循环速度，上述传统技术就不能在陶瓷基底和电极板之间以及在电极板和连接端子之间提供足够的结合强度。结果，获得具有足够长寿命的陶瓷加热器已经变得很困难。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的一个目的是提供陶瓷金属组件和陶瓷加热器，其中，即使在包括高温和低温工作的高循环速度的苛刻工作条件下，也能在电极板和连接端子之间以及陶瓷基底和电极板之间维持高的粘附力。

上述目的已经通过提供这样一种陶瓷金属组件而实现，所述陶瓷金属组件具有：陶瓷基底；电极板，其设置在所述陶瓷基底的表面上；连接端子，用于外部电连接；以及连接部分，其连接所述连接端子和所述电极板，其中，所述电极板包括与所述陶瓷基底接触的第一层和与所述连接部分接触的第二层；所述第一层包含体积百分比为20—50％的陶瓷成分的量；并且所述第二层包含所述连接部分的成分。所述第一层优选地具有10至20μm的厚度，所述第二层优选地具有10至20μm的厚度。

在本发明中，与所述陶瓷基底接触的第一层的陶瓷成分含量的体积百分比为20—50％。这增加了在陶瓷基底和电极板(即第一层)之间的粘附力，由此可以防止电极板从陶瓷基底上剥离。如果陶瓷含量的体积百分比低于20％，则上述效果就很难获得。另一方面，如果陶瓷含量的体积百分比高于50％，则电极板的电导率降低。本发明中使用的陶瓷成分的非限制性例子包括氧化铝、氧化镁、二氧化硅、尖晶石、莫来石(mulite)等。

在另一方面，因为与连接部分接触的第二层包含连接部分的成分(即，连接部分的一部分被引入了第二层中)，所以在连接部分和电极板(例如第二层)之间的粘附力增大，从而防止连接端子从电极板上剥离。

在根据本发明的陶瓷金属组件中，第二层优选具有体积百分比为10—50％的孔隙率。将第二层的孔隙率设定在10—50％的程度上，允许连接部分的成分充分地渗入第二层中。如果孔隙率的体积百分比小于10％，连接部分的成分渗入第二层中的量就会太小，以至于不能获得上述效果。在另一方面，如果孔隙率的体积百分比大于50％，在第一层和第二层之间的粘附力可能就变得太低了。这是因为，连接部分的渗入成分的量太大，增加了电极板里的内应力。术语“孔隙率”意思是指能够包含或者说是容纳连接部分的成分的部分的总体积与第二层的整个体积的比率。第二层的整个体积是通过以假想方式连接第二层的脊获得的区域的体积。第一层的整个体积也以同样方式定义。能够包含连接部分的成分的第二层的那部分是注入部分加上空隙(即，能够固有地注入连接部分的成分但是由于渗入的实际量和其他因素导致还没有注入的那些部分)。优选地，连接部分的成分以达到第二层中存在的孔隙的体积百分比90％或更多的量方式渗入到第二层中(亦即第二层可以容纳或确切地接收连接部分的成分的那些部分)。

在根据本发明的陶瓷金属组件中，第一层优选具有体积百分比为3％或更低的孔隙率。通过设定第一层的孔隙率为3％或更低，可以降低渗入第一层中的连接部分的成分的量。

在根据本发明的陶瓷金属组件中，优选的是，第一层基本不包含连接部分的成分。这使得能够确保在陶瓷基底和第一层之间的足够高的粘附力，从而防止电极板从陶瓷基底上剥离。术语“基本不包含连接部分的成分”意思是指，除了以不可避免的量含有以外，第一层不包含连接部分的成分。

在根据本发明的陶瓷金属组件中，优选的是，电极板的孔隙率(体积百分比)优选地在更接近(即靠近)连接部分(即在朝向连接部分的厚度方向上)的位置处增加。例如，当电极板由两个多孔层(第一层和第二层)组成时，第二层的孔隙率大于第一层的孔隙率。当电极板由三个多孔层(以这种顺序设置的第一层、中间层和第二层)组成时，中间层的孔隙率位于第一层和第二层的孔隙率的中间。如果中间层的孔隙率小于第一层的孔隙率，在第二层和中间层之间的粘附力就可能变得太低。这是因为，虽然在第一层和中间层之间可以获得高的粘附力，但是连接部分的成分不容易渗入中间层中。在另一方面，如果中间层的孔隙率大于第二层的孔隙率，在第一层和第二层之间的粘附力可能变得太低。但是，当连接部分的成分很容易地渗入中间层中时，在第二层和中间层之间可以获得更高的粘附力。因此，即使在三层或更多层的多层结构中，通过设置孔隙率分布使得孔隙率在更接近连接部分的位置处增加，可以在连接部分和电极板之间获得更高的粘附力，同时还确保了在陶瓷基底和电极板之间的足够的粘附力。

在根据本发明的陶瓷金属组件中，第二层优选包含的陶瓷成分的量的体积百分比为10％或更少。通过设定低的陶瓷成分含量，可以在连接部分和电极板之间获得更高的粘附力。这是因为，在第二层和连接部分的热膨胀系数之间的差别减小了。

在本发明中，在第一层中包含的陶瓷成分和在第二层中包含的陶瓷成分可以独立地进行合适选择。然而，按照粘附力，其中包含与陶瓷体相同的陶瓷成分(根据组成)的第一层和第二层的配置是最优的。

电极板的陶瓷成分的含量(体积百分比)优选地在更接近陶瓷基底(即在朝向陶瓷基底的厚度方向上)的位置处增加。例如，当电极板由两个多孔层(第一层和第二层)组成时，第一层的陶瓷成分含量大于第二层的陶瓷成分含量。当电极板由三个多孔层(以这种顺序设置的第一层、中间层和第二层)组成时，中间层的陶瓷成分含量位于第一层和第二层的陶瓷成分含量的中间。如果中间层的陶瓷成分含量大致等于第一层的陶瓷成分含量，那么在第二层和中间层之间的粘附力就可能变得太低了。这是因为，虽然在第一层和中间层之间可以获得高的粘附力，但是连接部分的成分不容易渗入中间层中。在另一方面，如果中间层的陶瓷成分含量大致等于第二层的陶瓷成分含量，那么在第一层和第二层之间的粘附力可能就变得太低了。然而，当连接部分的成分容易地渗入中间层中时，在连接部分和电极板之间可以获得更高的粘附力。因此，通过设置陶瓷成分含量的分布使得陶瓷成分含量在更接近陶瓷基底的位置处增加，可以在连接部分和电极板之间获得更高粘附力，同时确保在陶瓷基底和电极板之间有足够粘附力。

优选的是，陶瓷金属组件优选包括掩埋在陶瓷基底里的内部布线线路以及连接内部布线线路和电极板的通路导体(包括一个或多个通路导体)，所述内部布线线路和所述通路导体包含所述陶瓷成分；所述内部布线线路和所述通路导体的陶瓷成分含量低于或等于第一层的陶瓷成分含量。所述陶瓷金属组件设置有诸如加热体、电极等这样的内部布线线路以及电连接内部连接线路和电极板的一个或多个通路导体。为了增加与陶瓷基底的粘附力，内部布线线路和通路导体可以包含陶瓷成分。在这种情况下，通过将内部布线线路和(单个或多个)通路导体的陶瓷成分含量设置为低于或等于第一层的陶瓷成分含量，来维持内部布线线路的功能以及内部布线线路和(单个或多个)通路导体的足够的电导率。只要内部布线线路和通路导体的陶瓷成分含量低于或等于第一层的陶瓷成分含量，亦即，前者的陶瓷成分含量不需要等于后者的陶瓷成分含量，就可以获得令人满意的结果。

此外，当根据本发明的陶瓷金属组件用于陶瓷加热器时，即使在包括高温和低温工作的高循环速度的苛刻工作条件下使用时，也可以维持在电极板和连接端子和在陶瓷基底和电极板之间的高粘附力。

如此处所使用的那样，冠词“一个(a)”和“一个(an)”包括多个物体。因此，例如，“一个电极板”意思是指一个或多个电极板，“一个连接端子”意思是指一个或多个连接端子，等等。

附图说明

图1是陶瓷加热器100的透视图；

图2是陶瓷加热器100的基底105的分解透视图；

图3是根据本发明的一个实施例的陶瓷加热器100的电极部分120的放大剖视图；

图4是根据本发明的另一实施例的陶瓷加热器200的电极部分220的放大剖视图。

在附图中用于标识不同结构特征的参考数字包括以下：

100：陶瓷加热器；105：基底；110：加热部分；120，220：电极部分；121，221：电极板；122，222：第一层；123，223：第二层；224：中间层；124：钎焊材料部分；130：连接端子。

具体实施方式

下面将参考附图说明根据本发明的实施例的陶瓷加热器。然而，本发明不应该被解释为局限于此。

首先，将参考附图1—3说明陶瓷加热器100的结构。图1是陶瓷加热器100的透视图。图2是陶瓷加热器100的基底105的分解透视图。图3是陶瓷加热器100的电极部分120的放大剖视图。陶瓷加热器100的加热部分110侧和电极部分120侧分别被称为顶侧和后侧。

陶瓷加热器100插入在传感器元件(未图示)中，在该传感器元件中电极层形成在具有封闭末端的圆柱形的固体电解质管的内表面和外表面上，这样插入的陶瓷加热器100用于加热传感器元件。如图1所示，陶瓷加热器100的基底105具有圆杆形状。加热电阻器141掩埋在基底105里。设置在顶侧上的加热部分110在被供应了来自设置在后侧上的电极部分120的电压时产生热量。基底105对应于此处使用的术语“陶瓷基底”。

如图2所示，通过将由高度绝缘的氧化铝陶瓷制成的印刷电路基板140和146卷绕在由氧化铝陶瓷制成且具有圆杆形状的瓷管101的外周表面周围，然后对产生的结构进行烧制，从而制造出陶瓷加热器100的基底105。作为加热模式的钨基加热电阻器141形成在印刷电路基板140上。加热电阻器141包括：热量产生部分142，其形成在对应于加热部分110(参见图1)的位置处；以及一对引线部分143，其连接到热量产生部分142的两个相应末端上。通孔144形成在对应于引线部分143的后端部的位置处。形成在基底105的外周表面上的两个电极板121分别通过通孔144电连接引线部分143。为了增加与基底105的粘附力，在上述元件中，加热电阻器141和在通孔144里的导体包含有和基底105(即印刷电路基板140和146)相同的体积百分比为35％的氧化铝含量。加热电阻器141和在通孔144里的导体分别对应于此处所使用的术语“内部布线线路”和“通路导体”。

所述印刷电路基板146是挤压结合到其上形成有加热电阻器141的印刷电路基板140的那个表面上的板。通过将氧化铝糊剂涂敷到印刷电路基板146的与挤压结合表面相反的那个表面上，在糊剂涂敷表面在内侧的情况下将印刷电路基板140和146卷绕在瓷管101的周围，并且挤压印刷电路基板140和146的组合的外表面，从而形成陶瓷加热器形成本体。通过烧制陶瓷加热器形成本体，形成陶瓷加热器100的基底105。

此外，如图1和2所示，所述两个即阳极侧和阴极侧电极板121形成在陶瓷加热器100的基底105的电极部分120里。电极板121形成在对应于四个(即两组)通孔144(参见图2)的两个相应位置处的印刷电路基板140的外表面上。通过印刷在通孔144的内表面上的导电糊剂，实现电极板121和加热电阻器141的引线部分143之间的导电。

如图3所示，每个电极板121包括两个多孔层，亦即，连接到基底105的第一层122以及形成在第一层122上的第二层123。第一层122和第二层123主要由钨、钼等制成。第一层122包含有和基底105相同的体积百分比为45％的氧化铝含量。如在这种情况下那样，将第一层122的陶瓷成分含量设定为体积百分比20—50％增加了在电极板121(具体为第一层122)和基底105之间的粘附力，因此可以防止电极板121从基底105上剥离。

每个加热电阻器141和在每个通孔144里的导体的陶瓷成分含量低于第一层122的陶瓷成分含量。在采用这种措施的情况下，维持了加热电阻器141的良好加热性能，加热电阻器141和在通孔144里的导体保持导电。

第一层122基本不包含钎焊材料部分124(下面说明)的成分，这使其可以确保在基底105和第一层122之间有足够粘附力，从而防止电极板121从基底105上剥离。在这个实施例中，第一层122的孔隙率设置为体积百分比低于或等于3％(例如1％)。

在另一方面，第二层123包含了钎焊材料部分124的成分。这增加了在钎焊材料部分124和电极板121之间的粘附力，因此可以防止连接端子130(下面说明)从电极板121上剥离。在这个实施例中，第二层123的孔隙率设置为体积百分比40％。如在这种情况下那样，将第二层123的孔隙率设定为体积百分比10—50％使得能够将钎焊材料部分124的成分充分渗入第二层123中。

第二层123包含有和基底105相同的体积百分比为6％的氧化铝含量。如在这种情况下那样，将第二层123的陶瓷成分含量设定为体积百分比低于或等于10％有利于钎焊材料部分124的成分渗入第二层123中。因此，这使得可以在钎焊材料部分124和电极板121之间获得高粘附力。如上所述，第二层123的陶瓷成分含量更低于通孔144里的导体的陶瓷成分含量。

用于将外部电压施加到陶瓷加热器100上的每个连接端子130的平台部分131和连接部分132用银基钎焊材料部分124(参见图3)连接到对应电极板121上。每个连接端子130具有平板杆形状，且由镍合金制成。通过弯曲原始为直的主干部分133的一个端部使得沿着厚度方向形成一个台阶，从而形成连接部分132和平台部分131。更具体地讲，通过将主干部分133的一个端部弯曲到一侧，然后弯曲其顶部到另一侧，从而形成台阶，来形成连接部分132和平台部分131。用于在固化时连接连接端子130和电极板121的钎焊材料部分124对应于此处所使用的术语“连接部分”。

将用于连接到外部电路的引线导线通过卷曲固定到卷曲部分134上，该卷曲部分134形成在主干部分133(参见图1)的另一端部里。更具体地讲，主干部分133的另外的宽端部围绕主干部分133的纵向方向扭曲大约90°，其两个侧缘向相同的方向弯曲，以便形成用于固定引线导线的卷曲结构。陶瓷基底105、电极板121、钎焊材料部分124以及连接端子130构成了本发明的“陶瓷金属组件”。

接下来，将说明每个相应的电极板121和连接端子130的连接。首先，Ni等的电镀层(未图示)形成在电极板121(即第二层123)上。这个电镀层可以促进钎焊材料部分124的成分渗入第二层123中。然后，连接端子130的平台部分131放置在电极板121上，施加银钎焊合金，以便覆盖平台部分131，并在电极板121上延伸。当银钎焊合金固化时形成钎焊材料部分124。在这个实施例中，电镀层和钎焊材料部分124混合，并溶解于其中(即，电镀层作为一个独立的层消失了)。为了防止钎焊材料部分124的腐蚀等，形成Ni等的电镀层(未图示)以覆盖钎焊材料部分124。由此，电极板121和连接端子130彼此连接。

接下来，将参考图4说明本发明的另一实施例。图4是陶瓷加热器200的电极部分220的放大剖视图。根据这个实施例的陶瓷加热器200除了电极板221的结构之外都和根据上面实施例的陶瓷加热器100相同。陶瓷加热器200的其他部分将给予和陶瓷加热器100的对应部分相同的参考数字，冗余的描述将予以省略。

如图4所示，两个即阳极侧和阴极侧电极板221形成在陶瓷加热器200的基底105的电极部分220上。用于施加外部电压到陶瓷加热器200的每个连接端子130的平台部分131用银基钎焊材料部分124连接到对应电极板221上。

每个电极板221由三个金属层组成，即：第一层222，其连接到基底105上；中间层224，其形成在第一层222上；以及第二层223，其形成在中间层224上。第一层222、第二层223以及中间层224主要由钨、钼等制成。第一层222包含体积百分比为45％的氧化铝，且基本不包含钎焊材料部分124的成分。在另一方面，第二层223包含体积百分比为5％的氧化铝，且包含钎焊材料部分124的成分。

中间层224包含体积百分比为25％的氧化铝，并且具有体积百分比为20％的孔隙率。亦即，孔隙率沿着第一层222、中间层224和第二层223的顺序增加，亦即，在靠近钎焊材料部分124的位置处增加。结果，在钎焊材料部分124和电极板221之间可以获得高粘附力，同时确保了在基底105和电极板221之间有足够的粘附力。陶瓷成分含量沿着第二层223、中间层224和第一层222的顺序增加，亦即在接近基底105的位置处增加。这同样对于在钎焊材料部分124和电极板221之间获得高粘附力是有效的，同时在基底105和电极板221之间确保了足够的粘附力。

例1

通过混合氧化铝材料粉末(重量百分比为93％)和烧结辅助剂(重量百分比为7％)制成浆体，通过刮浆刀方法由这种浆体制成0.3mm厚的平板。通过冲压平板，制造长度为60mm且宽度为10mm的平板状印刷电路基板140。用于电连接电极板121的四个通孔144形成在印刷电路基板140中，通过从四个通孔的周围施加主要由钨制成的金属糊剂，将加热电阻器141印刷在印刷电路基板140的一个表面上。金属糊剂也被注入通孔144中以便确保电连续性。

然后，通过用金属糊剂进行模式印刷，两个两层电极板121形成在印刷电路基板140的另一表面上，所述金属糊剂对于每个样品要独立地进行准备。每个电极板121的尺寸大致为2.5mm×5mm。由和印刷电路基板140相同的材料制成的印刷电路基板146层叠在印刷电路基板140的形成有加热电阻器141的那个表面上，印刷电路基板140和146卷绕在单独制造的瓷管101上，该瓷管101由氧化铝制成，且其长度为60mm，外周为10mm，且内周为3mm。所产生的结构在焙烧设备里在1500℃—1550℃下烧制，从而制造出用于每个样品的烧制体。烧制体的电极板121的厚度是大约15—20μm。

对于电极板121，对于每个样品都测量第一层122(具有15μm的厚度)的氧化铝含量、第一层122的渗入程度以及第二层123(具有15μm的厚度)的孔隙率。关于第一层122的氧化铝含量，对于每个样品取出一个烧结体，烧结体的横截面被磨光并经受EPMA(电子探针微观分析)定量分析。更具体的讲，沿着金属化层的厚度方向调节具有指定直径(等于金属化层的厚度)的射束的位置，使得射束与金属化层对齐。在四个位置测量氧化铝含量，并采用其平均值。关于第一层122的渗入程度和第二层123的孔隙率，在上述烧结体上使用SEM反射电子图像进行测量。更具体的讲，通过使用在金属化部分和空隙之间的对比差异，测量第一层122的渗入程度。关于第二层123的孔隙率，通过分析在四个位置获取的图像来确定比率，并采用其平均值。表1显示了测量结果。在表1中，关于渗入程度，标注“○”意思是指第一层122被注入，标注“×”意思是指第一层122没有被注入。然后，用Ni镀烧结体的电极板121。

更详细地，发明人通过下面的方法确认第一层122中没有渗入钎焊材料部分的成分。

确定方法：

使用FESEM(场发射扫描式电子显微镜)(型号：JSM6500F，JEOLLtd.制造)的EDS分析器(型号：EX-23000UB，JEOL Ltd.制造)。

测量条件：

加速电压：15至20kV(15kV)

探测电流：1至3×10^-10A(2×10^-10A)

工作距离：10mm

判断标准：

取边长为第一层厚度大约一半的正方形作为测量区域，并且在三个或更多个点处进行所述测量。如果在那些点处没有检测到连接部分(钎焊材料部分)的元素峰值，则该样品被判断为“×”(意味着未渗入)。

在另一方面，每个连接端子130都由一个小部件制成，所述小部件通过冲压一个0.3mm厚的镍板而进行预备，所述镍板长度为15mm且宽度为1mm，并且具有大体为T形的顶部。连接端子130的平台部分131放置在烧结体的相应电极板121上，并用银钎焊合金钎焊到电极板121上，从而形成钎焊材料部分124。然后，形成镀Ni层，以便覆盖钎焊材料部分124，从而完成了如图1所示的陶瓷加热器100。

对这样制造的陶瓷加热器100的粘附力进行评估。更具体的讲，每个样品的陶瓷加热器100都经受500个加热—冷却循环，每个循环都包括：在400℃下加热5分钟，然后冷却即保持在室温下5分钟。在陶瓷加热器100经受了加热—冷却循环后，对样品1—6的陶瓷加热器100的连接端子130从电极板121的抗剥离性能进行评估。更具体的讲，每个连接端子130的主干部分133弯曲到与每个陶瓷加热器100的基底105的轴线相垂直的方向上，沿着那个方向用3公斤的力拉连接端子130。观察连接端子130从基底105上的剥离状态以及剥离(如果剥离的话)发生的位置。结果表示在表1中。

表1

从表1中可以看出，在1号样品中，第一层122的体积百分比为10％的氧化铝含量太低，剥离发生在基底105和第一层122之间的边界处。在4号样品中，第二层123没有被钎焊材料部分124的成分注入，剥离发生在钎焊材料部分124和第二层123之间的边界处。另一方面，在2号和3号样品中，电极板121没有从基底105剥离，也没有形成裂缝。在5号和6号样品中，没有发生剥离，但是局部形成了裂缝。

然后，测量1号到6号样品的陶瓷加热器100的电导率。更具体的讲，测量在每个陶瓷加热器100的阳极侧和阴极侧连接端子130之间的电阻。结果也表示在表1中。

从表1可以看出，1号、2号和4号到6号样品具有6欧姆的电阻，3号样品由于第一层122里的高的氧化铝含量而具有较高的6.3欧姆的电阻。

虽然上面已经说明了本发明的某些实施例，但是本发明并不局限于此，在所附的权利要求的精神和范围内可以作出各种改变。例如，虽然在上面实施例中连接端子130由镍合金制成，但是本发明并不局限于此。例如，连接端子130可以由诸如铜、镍、铁等其他金属和其合金制成。虽然在所述实施例中连接端子130通过弯曲平板材料形成，但是它也可以通过刮削金属件、压力加工、铸造等而形成。连接端子130的形状不限于类似平板形状。例如，至少平台部分131、连接部分132以及主干部分133可以形成为类似圆杆或多边棱柱的形状。钎焊材料部分124的钎焊材料可以为诸如铜、金、和镍这样的金属中的一种或其合金。陶瓷加热器100的基底105的形状并不限于圆杆形状，可以采用类似平板的形状。

根据本发明的连接端子连接的陶瓷加热器可以作为寿命长、可靠性高的加热器用于广泛的领域。本发明的陶瓷加热器在处于高温条件下重复使用且需要具有高的机械强度的环境下，例如用于传感器的加热器、半导体制造和其他用途，进行精确温度控制。

本申请基于2005年6月16日提出的日本专利申请JP2005-176903，特此参引上述申请的全部内容，就如同将其详细阐述一样。

Claims

1.一种陶瓷金属组件，包括：陶瓷基底；电极板，其设置在所述陶瓷基底的表面上；连接端子，用于外部电连接；以及连接部分，其将所述连接端子连接至所述电极板，其中：

所述电极板包括与所述陶瓷基底接触的第一层和与所述连接部分接触的第二层；

所述第一层包含体积百分比为20—50％的陶瓷成分；并且

所述第二层包含所述连接部分的成分。

2.如权利要求1所述的陶瓷金属组件，其中，所述第二层具有体积百分比为10—50％的孔隙率。

3.如权利要求1所述的陶瓷金属组件，其中，所述第一层具有体积百分比为3％或更低的孔隙率。

4.如权利要求1所述的陶瓷金属组件，其中，所述第一层不包含所述连接部分的成分。

5.如权利要求1所述的陶瓷金属组件，其中，所述电极板具有在接近所述连接部分的位置处增加的孔隙率。

6.如权利要求1所述的陶瓷金属组件，其中，所述第二层包含体积百分比为10％或更低的量的陶瓷成分。

7.如权利要求1所述的陶瓷金属组件，其中，所述电极板具有在接近所述陶瓷基底的位置处增加的陶瓷成分含量。

8.如权利要求1所述的陶瓷金属组件，其中，所述陶瓷成分包括绝缘陶瓷。

9.如权利要求1所述的陶瓷金属组件，其中，所述第一层的陶瓷成分具有和所述陶瓷基底的陶瓷成分相同的组成。

10.如权利要求1所述的陶瓷金属组件，其中：

所述陶瓷金属组件还包括设置在所述陶瓷基底里的内部布线线路以及将所述内部布线线路连接至所述电极板的通路导体；

所述内部布线线路和所述通路导体包含所述陶瓷成分；并且

所述内部布线线路和所述通路导体每个都具有低于或等于所述第一层的陶瓷成分含量的陶瓷成分含量。

11.如权利要求10所述的陶瓷金属组件，其中，所述内部布线线路和所述通路导体每个都具有低于所述第一层的陶瓷成分含量的陶瓷成分含量。

12.一种陶瓷加热器，包括：陶瓷基底；加热电阻器，其设置在所述陶瓷基底里；电极板，其设置在所述陶瓷基底的表面上，用于所述加热电阻器的外部电连接；以及连接部分，其将所述连接端子连接到所述电极板，其中：

所述第一层包含体积百分比为20—50％的陶瓷成分；并且

所述第二层包含所述连接部分的成分。