DE4338539A1 - Verfahren zum Herstellen von keramischen Heizelementen - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von keramischen HeizelementenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen
Heizelementes, bei dem metallische Heizleiter zwischen keramischen
Isolierschichten eingebettet sind, wobei als Stromzuführungen und als
Stromableitungen Kontaktierungsausnehmungen in den keramischen
Isolierschichten mit elektrisch leitfähiger Masse gefüllt sind.
Otsuka et al. beschreiben in CERAMIC BULLETIN 60, S. 540 ff (1981),
daß Bauteile aus keramischen Werkstoffen, die hauptsächlich
Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid enthalten, mit hochschmelzenden
Metallen wie Wolfram oder Molybdän metallisiert werden können, daß
diese Metallisierung dann durch eine weitere Schicht aus grüner Keramik
abgedeckt und der Verbund danach zur Werkstoffbildung gesintert werden
kann. Besonders eignet sich hierzu die Folientechnik.
So hergestellte Bauteile können vor allem im Bereich der Elektronik und
Elektrotechnik Anwendung finden. Dickwandige und große Heizelemente
sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Bei der zunehmenden
Miniaturisierung in der Elektronik und Elektrotechnik treten jedoch
herstellungstechnische und anwendungstechnische Probleme auf.
Bei hohen Heizleistungen müssen die verwendeten Werkstoffe
hochtemperaturbeständig sein, ohne daß die Heizelemente durch
Überlastung zerstört werden (Durchbrennen).
So ist eine Anwendung als Heizelement möglich, bei der durch Einwirkung
eines elektrischen Stromes große Wärmemengen bevorzugt an solchen
Stellen im Metallisierungsmuster erzeugt werden, die einen hohen
Widerstand aufweisen. Dabei können im Hochtemperatur-Heizbereich so
hohe Temperaturen erzeugt werden, daß es bei Verwendung von
glasphasenhaltigen Keramikwerkstoffen (Glasgehalt < 5 Gew.- %) zu einem
Fließen der Glasphase in der Keramik kommt. Wenn dabei der Abstand
einer metallischen Heiz-Leiterbahn zur Außenfläche der Keramik im
Multilayer sehr klein ist, insbesondere weniger als 0,4 mm, kann Luft durch
die an Glasphase verarmten Zonen, das sind die Zonen mit besonders
hoher Temperatur, bis an den aus Wolfram oder Molybdän bestehenden
metallischen Leiter vordringen und diesen Stromleiter oxidativ zerstören.
Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, eine Keramik mit geringem Anteil an
Glasphase zu verwenden.
Ebenfalls von Otsuka et al. ist bekannt, daß Metallisierungspasten ohne
Anteile an Glas oder Glasbildnern nur wenig Haftfestigkeit auf solchen
glasphasearmen Keramikwerkstoffen besitzen. Durch Zumengung von Glas
kann bekanntermaßen die Haftfestigkeit stark erhöht werden, jedoch
besitzen solche Pasten einen hohen elektrischen Widerstand, was
besonders bei sehr feinen Strukturen unvorteilhaft ist.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Herstellverfahren
für dünnwandige keramische Heizelemente anzugeben, bei dem der Aufbau
mit keramischen Folien und mit einer hochtemperaturbeständigen
Metallisierung zunächst vorgebildet wird und bei dem dann durch Sintern
des Mehrschichtenaufbaus ein miniaturisiertes Hochleistungsheizelement
mit dauerhafter Langzeitbeständigkeit geschaffen werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten
Gattung, dessen Kennzeichenmerkmal darin zu sehen ist, daß die Heizleiter,
die Stromzuführungen und die Stromableitungen als Metallisierungspaste
enthaltend 60 bis 95 Gew.- % Metallpartikel und 5 bis 40 Gew.- %
anorganisches Pulver, bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt der
Paste, auf die keramischen Schichten im Grünzustand aufgetragen werden,
daß dann die keramischen Schichten mit den aufgetragenen
Metallisierungspasten übereinandergestapelt werden und daß dann
gesintert wird.
In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die
hochtemperaturbeständige Metallisierungspaste in Dickschichttechnik
aufgetragen. Dabei werden nach dem Siebdruckverfahren Schichten mit
Schichtdicken von bis zu 100 µm erreicht. Die keramischen Isolierschichten
mit den aufgetragenen Metallisierungspasten werden vorzugsweise dann
zunächst getrocknet. Die Trocknungsbedingungen richten sich nach dem
verwendeten Siebdrucköl, wobei allgemein über einen Zeitraum von 5 bis
30 min bei Temperaturen im Bereich von 40 bis 150°C getrocknet wird.
Vorzugsweise wird erfindungsgemäß eine Metallisierungspaste verwendet,
die mindestens 70 Gew.- % Metallpulver, bestehend aus Wolfram oder
Molybdän oder Mischungen daraus, und höchstens 35 Gew.- % eines nicht
glasphasenbildenden Keramikpulvers oder Pulvergemisches enthaltend
Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Titannitrid, Titancarbid oder
Wolframcarbid und zusätzlich 5 bis 35 Gew.- % eines organischen
Anpastungsmediums enthält. Als organische Anpastungsmedien sind
insbesondere Öle wie Mineralöl, pflanzliche Öle oder synthetische Öle wie
Siebdrucköl oder Recyclingöl geeignet, es können aber auch Fette,
Wachse, Stellmittel wie Thixotropierungsmittel, Kolophonium oder Lecithin
zu Erzielung besserer Füllgrade, Bentonite zur Verbesserung der Festigkeit
der ungebrannten Paste und/oder organische Lösemittel eingesetzt werden.
Zur Herstellung des Heizelements werden gemäß der Erfindung in
ungebrannte keramische Folien zur Ermöglichung eines Stromtransportes
senkrecht zur Folienoberfläche Kontaktierungsausnehmungen, im Rahmen
der vorliegenden Erfindung auch "Vias" genannt, gestanzt oder gebohrt.
Die Metallisierungspaste wird mit Hilfe eines Druckverfahrens wie
Siebdruck, Rollensiebdruck, Offset-Druck oder Tampondruck auf noch
ungebrannte keramische Folien übertragen, wobei auf der Folienoberfläche
das gewünschte Muster erzeugt wird. Die vollständig gefüllten Vias weisen
einen Durchmesser von 0,1 bis 0,5 mm auf, vorzugsweise von 0,3 mm.
Die Schichtdicke der Metallisierung für die Leiterbahnen kann zwischen 5
und 100 µm betragen, vorzugsweise zwischen 10 und 15 µm. Die Breite
der Leiterbahn sollte mindestens 0,25 mm betragen, um ein Durchbrennen
sicher zu vermeiden, vorzugsweise etwa 0,5 mm.
Für die Verarbeitung der Paste empfiehlt es sich, die Paste zum Füllen der
Vias mit einer Viskosität von 150 bis 500 Pa·s anzuwenden, für den
flächigen Metallisierungsdruck hingegen ist er vorteilhaft, die Paste durch
entsprechende Addition weiterer geringer Mengen an Siebdrucköl auf eine
Viskosität im Bereich von 50 bis 90 Pa·s einzustellen.
Es ist vorteilhaft, aber nicht erforderlich, die gleiche Metallisierungspaste
zum Füllen der Vias und auch für die Leiterbahnen und Kontaktflächen zu
verwenden, da dann das Auftreten von Fehlern an den Grenzflächen
zwischen Vias und Metallisierungsebenen weitgehend vermieden wird.
Die Metallisierungspaste ist so auf die Schwindung der Folie abgestimmt,
daß während des Sinterns weder aufgrund einer zu geringen Schwindung
der Metallisierung im Vergleich zur Schwindung der Keramik Sternrisse in
der Keramik, noch aufgrund einer zu hohen Schwindung der
Metallisierungspaste Hohlräume oder Sternrisse im Via entstehen. Die
Abstimmung auf die Schwindung erfolgt über die Zusammensetzung und
die Korngrößen der Pulver. Das in der Metallisierungspaste enthaltene nicht
glasphasenbildende Keramikpulver besitzt vorzugsweise eine mittlere
Korngröße von 10 µm, besonders bevorzugt 2 µm. Die Korngrößen
werden mit einem Lasergranulometer ®CILAS 850 der Firma ALCATEL
gemessen.
Außerdem sollte ein möglichst konstanter Gesamtwiderstand eingestellt
werden, der sich aus dem Flächenwiderstand der eingebrannten Leiterbahn
und der Fläche der Leiterbahn in der Folienschichtebene durch
Multiplikation ergibt. In der Praxis sind Gesamtwiderstände von etwa 1 bis
1000 Ohm bei derartigen Miniaturheizelementen erforderlich. Der Abstand
zwischen benachbarten Leiterbahnen sollte möglichst 0,4 mm sein, um
ein Durchbrennen zu vermeiden. Die Gesamtanordnung der Leiterbahnen
soll so gewählt werden, daß die Schleife eine möglichst gleichmäßige
Heiztemperatur über ihre Erstreckung aufweist. Danach können die
außenliegenden Metallisierungspartien der Kontaktflächen stromlos
vernickelt werden. Hierzu kann ein handelsübliches Metallisierungsbad zum
Beispiel auf der Basis von Hypophosphit als Reduktionsmittel verwendet
werden. Bei Bedarf kann zusätzlich eine kupfer- und/oder silberhaltige
Lotschicht aufgetragen werden.
Mehrere mit Metallisierungspaste überzogene Folien werden dann
übereinandergestapelt und unter Anwendung von Druck (meist 5·10⁴
hPa) ggf. in Kombination mit Wärme (RT bis ca. 150°C) miteinander
verpreßt. Zur Erleichterung dieses Vorgangs kann auf die keramischen
Folien eine Klebehilfe aus einem organischen Gemisch mit einem Binder
vollflächig aufgebracht werden. Derartige Klebehilfen sind aus der
US-PS 5,021,287 bekannt und enthalten organische Harze wie Polyvinylbutyral
oder Acrylharze in einem organischen Lösemittel sowie eventuell noch
Weichmacher wie Phthalsäureester oder Polyethylenglykole.
Nachdem ein Mehrschichtlaminat hergestellt wurde, das zumeist mehrere
Heizelemente in der Ebene seitlich zueinander versetzt gleichzeitig enthält,
muß nun die Vereinzelung erfolgen, wobei gleichzeitig die spätere Form des
Heizelementes erzeugt wird. Die Vereinzelung kann beispielsweise durch
Schneiden oder Stanzen erfolgen.
Die endgültige Größe des Heizelementes wird durch den Sintervorgang bei
Temperaturen 1600°C in reduzierender, feuchter Atmosphäre erzeugt.
Die Ofenatmosphäre hat vorzugsweise eine Zusammensetzung von etwa
75% Wasserstoff und 25% Stickstoff, wobei das Gemisch bei einer
Temperatur von 55°C mit Wasserdampf gesättigt wird.
Bei besonderer Miniaturisierung des Heizelementes ist auf die
Temperaturverteilung und Wärmeableitung besondere Sorgfalt zu legen. Im
Heizbereich muß auf möglichst gleichmäßige Schichtdicke der Leiterbahnen
geachtet werden, um örtliche Überhitzungen an Engstellen und Stellen mit
geringerer Schichtdicke zu vermeiden. Darüber hinaus führt bereits eine
schlechte Abstimmung zwischen der Geometrie und der Wärmeleitfähigkeit
des Aluminiumoxid-Werkstoffs, der Zusammensetzung der Metallisierung
und der Leiterbahnenausführung zum Durchbrennen aufgrund örtlicher
Überhitzung.
Mit Heizelementen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellt sind, ist eine Dauereinsatztemperatur zwischen 50 und, je nach
Werkstoffzusammensetzung, 1100 h bei Temperaturen bis 1800°C
realisierbar. Die obere Einsatztemperaturgrenze ist vor allem von der
chemischen Zusammensetzung der keramischen Isolierschichten und ihrem
Gehalt an erweichenden Phasen abhängig. Vorzugsweise werden für die
keramischen Isolierschichten Materialien wie Aluminiumoxid,
Aluminiumnitrid, Zirkonoxid, Siliziumdioxid oder Titannitrid eingesetzt.
Die Heizelemente können Verwendung finden als Heizelemente für
Sauerstoffsensoren oder andere Meßsonden, insbesondere für die
Automobiltechnik, in Labormeßgeräten und Infrarotmeßsendern oder in der
Heiztechnik, zum Beispiel als Zündelement zum Zünden von ausströmenden
brennbaren Gasen oder als Tauchsieder.
Die Erfindung wird nachfolgend durch Ausführungsbeispiele für den
Fachmann noch ausführlicher dargestellt, ohne daraus aber
Einschränkungen auf die konkreten Ausführungsformen ableiten zu wollen.
Eine 0,8 mm starke grüne Folie enthielt neben Binder, Weichmacher und
Dispergiermittel Aluminiumoxid und 4% eines quarzhaltigen, glasbildenden
Versatzes. Die Folie wurde mit Klingen zu Karten geschnitten, die
Ausnehmungen für die Durchkontaktierungen (Vias) wurden mechanisch
gestanzt. Die Vias wurden im Siebdruck mit einer Metallisierungspaste
gefüllt, welche neben 84 Gew.- % Wolfram mit einer mittleren Korngröße
von 2,5 µm noch 16 Gew.-% einer feinkörnigen Tonerde mit einer mittleren
Korngröße von 1 µm und zusätzlich als organisches Anpastungsmedium
noch 15 Gew.- % Siebdrucköl, bezogen auf das Gewicht des
Feststoffanteils, enthielt. Für die Verarbeitung der Paste wurde eine
Viskosität von 75 Pa·s für den Flächendruck und von 175 Pa·s für den
Druck der Vias eingestellt.
Nach dem Trocknen der gefüllten Vias an Luft bei 70°C wurde auf die
ungebrannten und viagefüllten Karten eine schleifenförmige Struktur unter
Verwendung der beschriebenen Paste mit Hilfe einer Siebdruckmaschine in
Dickschichttechnik aufgedruckt. Die bedruckten Karten wurden an Luft bei
70°C getrocknet. Auf andere ungebrannte Karten wurde, ebenfalls mit der
beschriebenen Metallisierungspaste, ein flächiges Muster mit Hilfe einer
Siebdruckmaschine aufgedruckt. Diese Metallisierungsflächen sollen am
fertigen Heizelement außen liegen und als Kontaktflächen den elektrischen
Anschluß ermöglichen. Alle bedruckten Karten wurden an Luft bei 70°C
getrocknet.
Mehrere bedruckte Karten wurden dann so aufeinandergestapelt, daß
jeweils zwei Karten mit Schleifenmuster mit ihrer nicht metallisierten
Rückseite aufeinanderliegen und je eine weitere Karte mit dem
Anschlußmuster darauf zu liegen kommt, wobei die Anschlußmuster
jeweils nach außen weisen. Eine zeichnerische Darstellung dieser
Anordnung ist in der Fig. 1 veranschaulicht. Mit Bezugszeichen sind die
Keramikfolien 1 mit den Vias 2 zu erkennen. Die Vias 2 sind mit nicht
dargestellten Viafüllungen gefüllt. Die Metallisierungen 4 sind so
angeordnet, daß sich Leiterbahnzuleitungen 5 und Heizschleifen 6 ergeben,
welch letztere den Heizbereich 7 bilden. Schließlich sind auch noch die
außen liegenden Kontaktflächen 8 zu erkennen.
Dieser Kartenstapel wurde unter einem Druck von 90 000 hPa bei einer
Temperatur von 90°C verpreßt. Aus dem Laminat wurden mehrere
Einzelteile unter Verwendung eines Schneidewerkzeuges geschnitten.
Dabei betrug der Abstand der schleifenförmigen Struktur im Inneren des
Heizelementes von der seitlichen Außenkante des Heizelementes 0,5 mm.
Die stabförmigen Heizelemente wurden unter Schutzgas (feuchte Mischung
aus Stickstoff und Wasserstoff) bei einer Temperatur von 1630°C in
einem Haubenofen gesintert. Hierbei wird einerseits der keramische
Werkstoff Aluminiumoxid mit einem Gehalt von 96 Gew.- % Al₂O₃ erzeugt,
andererseits werden die Leiterbahnen in einem Co-firing Prozeß
mitgesintert. Die vollständig gefüllten Vias wiesen einen Durchmesser von
0,3 mm auf. Die Schichtdicke der Leiterbahn-Metallisierung betrug 12 µm
und ihre Breite 0,5 mm. Der mit den Leiterbahnen nach Beispiel 1 erzielte
Flächenwiderstand lag bei 5 mΩ/cm². Der fertige Heizstab wies eine Breite
und Höhe von jeweils etwa 2,5 mm auf und eine Länge seines
Heizbereiches von etwa 18 mm. Die an dem fertigen Heizelement
vorgenommenen Messungen sind im Anschluß an die Beispiele beschrieben
und tabellarisch gegenübergestellt.
Analog zu Beispiel 1 wurde aus dem gleichen keramischen Material
bestehend aus 96 Gew.- % Aluminiumoxid und 4 Gew.- % quarzhaltigem,
glasbildenem Versatz ein Heizelement mit den gleichen Dimensionen
hergestellt. Der einzige Unterschied bestand darin, daß die
Metallisierungspaste aufs 100 Gew.-% Wolfram mit einer mittleren
Teilchengröße von 2,5 µm plus der für die Verarbeitung als Paste
notwendigen Menge an Siebdrucköl bestand. Es wird auf die
Meßergebnisse im Anschluß an die Beispiele verwiesen.
Das Herstellverfahren für ein stabförmiges Heizelement mit je einer
Kontaktfläche an jedem der Stabenden und bestehend aus nur zwei Lagen
keramischer Folie ist analog zu dem Herstellverfahren des Beispieles 1. Als
keramischer Werkstoff wurde ein Aluminiumnitrid mit 3 Gew.- %
Aluminiumoxid und 4% Yttriumoxid hergestellt. Dazu wurde eine Karte
aus einer ungebrannten keramischen Folie mit Hilfe der nachfolgend
beschriebenen Metallisierungspaste mit einer wellen- oder mäanderförmigen
Struktur bedruckt. In eine zweite ungebrannte keramische Karte wurden
Vias mechanisch mit einer Metallnadel gestanzt.
Die Metallisierungspaste bestand aus 84 Gew.- % Molybdän sowie 8
Gew.-% Aluminiumoxid und weiteren 8 Gew.-% Aluminiumnitrid. Die
Pulver hatten feine Korngrößen wie in Beispiel 1 beschrieben. Die
Metallisierungspaste wurde mit Siebdrucköl auf die in Beispiel 1
beschriebene Viskosität eingestellt.
Die Vias wurden mit der beschriebenen Paste gefüllt und getrocknet. Dann
wurde auf eine Seite dieser Karte ein flächen- oder mäanderförmiger Druck
mit Hilfe der beschriebenen Paste aufgebracht und wiederum getrocknet.
Beide Karten wurden in einen wasserdichten Beutel eingeschweißt und mit
Hilfe einer isostatisch arbeitenden Presse bei einer Temperatur von 70°C
unter hohem Druck von über 100 000 hPa so laminiert, daß die wellen-
oder mäanderförmige Struktur zwischen die beiden Karten zu liegen
kommt, während die Kontaktfläche nach außen weist. Eine solche
Anordnung ist in Fig. 2 veranschaulicht. Das weitere Herstellverfahren
wurde wie im Beispiel 1 angegeben durchgeführt.
Das Herstellverfahren für ein im wesentlichen ringförmiges Heizelement
war in allen Punkten identisch mit den Herstellungsverfahren der Beispiele
1 und 2. Als keramischer Werkstoff wurde Aluminiumnitrid mit 10 Gew.-%
Aluminiumoxid und 3 Gew.- % Yttriumoxid eingesetzt. Dazu wurden Karten
aus einer ungebrannten keramischen Folie mit Hilfe der
Metallisierungspaste des Beispiels 2 mit einer im wesentlichen ringförmigen
und bei Bedarf wellen- oder mäanderförmigen Struktur bedruckt.
Falls die übereinanderliegenden Leiterbahnen unterschiedliche Formen bzw.
Längen aufweisen, lassen sich ihre elektrischen Widerstände und
Heiztemperaturen über den Querschnitt der Leiterbahnen anpassen. Die
heizbare Zone kann durch eine geringe Verlagerung der Kontaktflächen und
der Vias an den äußeren Rand des Bauteils nahezu kreisförmig werden.
Um die Belastbarkeit der hergestellten Heizelemente zu testen, wurden
zwei verschiedene Meßreihen durchgeführt. Bei der Meßreihe 1 wurde an
die Kontakte der Heizelemente eine elektrische Spannung von 17 V
angelegt während das Heizelement in einem Ofen auf eine Temperatur von
konstant 1000°C aufgeheizt wurde. Die Stromstärke des Stromes, der
dabei durch das Heizelement fließt, regelt sich von selbst ein und wird an
einem Amperemeter angezeigt. Bei der Messung wird aber nur die Zeit
gemessen, die vergeht bis auf dem Amperemeter die Stromstärke 1 A
angezeigt wird, weil das Element dann defekt ist.
Bei der zweiten Messung wird ein sogenannter Überlastungstest
durchgeführt. Dabei wird an die Heizelement eine elektrische Spannung von
30 V angelegt, wobei sich in diesem Fall Stromstärke und Temperatur frei
einstellen. Gemessen wird auch in diesem Fall die Zeit, die vergeht bis das
Heizelement durchgebrannt ist und infolgedessen 1 A angezeigt werden.
Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt:
Claims (10)
1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Heizelementes, bei dem
metallische Heizleiter zwischen keramischen Isolierschichten eingebettet
sind, wobei als Stromzuführungen und als Stromableitungen
Kontaktierungsausnehmungen in den keramischen Isolierschichten mit
elektrisch leitfähiger Masse gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die
Heizleiter, die Stromzuführungen und die Stromableitungen als
Metallisierungspaste enthaltend 60 bis 95 Gew.-% Metallpartikel und 5 bis
40 Gew.-% anorganisches Pulver, bezogen auf den gesamten
Feststoffgehalt der Paste, auf die keramischen Schichten im Grünzustand
aufgetragen werden und daß dann die keramischen Schichten mit den
aufgetragenen Metallisierungspasten übereinandergestapelt und dann
gesintert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
hochtemperaturbeständige Metallisierungspaste in Dickschichttechnik
aufgetragen wird und daß die keramischen Isolierschichten mit den
aufgetragenen Metallisierungspasten zunächst bei Temperaturen von 40 bis
150°C getrocknet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Metallisierungspaste verwendet wird, die mindestens 70 Gew.-%
Metallpulver, bestehend aus Wolfram oder Molybdän oder Mischungen
daraus, und höchstens 30 Gew.-% eines nicht glasphasenbildenden
Keramikpulvers oder Pulvergemisches enthaltend Aluminiumoxid,
Aluminiumnitrid, Titannitrid, Titancarbid oder Wolframcarbid und zusätzlich
5 bis 35 Gew.-% eines organischen Anpastungsmediums enthält, bezogen
auf den Gesamtfeststoffgehalt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Metallisierungspaste mit Hilfe eines
Druckverfahrens wie Siebdruck, Rollensiebdruck, Offset-Druck oder
Tampondruck auf ungebrannte keramische Folien übertragen wird, wobei
auf der Folienoberfläche das gewünschte Muster erzeugt wird, bei dem die
vollständig gefüllten Kontaktierungsausnehmungen einen Durchmesser von
0,1 bis 0,5 mm aufweisen, vorzugsweise von 0,3 mm, bei dem die
Schichtdicke der Metallisierung für die Leiterbahnen im Bereich von 5 bis
100 µm liegt, vorzugsweise zwischen 10 und 25 µm, und bei dem die
Breite der Leiterbahn mindestens 0,25 mm beträgt, vorzugsweise
wenigstens 0,5 mm.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Viskosität der Metallisierungspaste, die zum Füllen
der Kontaktierungsausnehmungen verwendet wird, auf einen Wert im
Bereich von von 150 bis 500 Pa·s eingestellt wird, und daß die Viskosität
der Metallisierungspaste, die für den flächigen Metallisierungsdruck
verwendet wird, auf einen Wert im Bereich von 50 bis 90 Pa·s eingestellt
wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das in der Metallisierungspaste enthaltene nicht
glasphasenbildende Keramikpulver eine mittlere Korngröße von 10 µm,
besonders bevorzugt 3 µm, besitzt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sintervorgang bei Temperaturen 1600°C in
reduzierender, feuchter Atmosphäre durchgeführt wird.
8. Elektrisches Heizelement hergestellt nach einem Verfahren gemäß
einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß es einen
konstanten Gesamtwiderstand besitzt, der sich aus dem Flächenwiderstand
der eingebrannten Leiterbahn und der Fläche der Leiterbahn in der
Folienschichtebene durch Multiplikation ergibt und der im Bereich von 1 bis
1000 Ω liegt.
9. Elektrisches Heizelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß seine außenliegenden Metallisierungspartien der Kontaktflächen
stromlos vernickelt sind und daß gegebenenfalls zusätzlich eine kupfer
und/oder silberhaltige Lotschicht aufgetragen ist.
10. Verwendung eines Heizelementes nach Anspruch 8 oder 9 für
Sauerstoffsensoren oder andere Meßsonden, insbesondere in der
Automobiltechnik im Motorenbau oder in Labormeßgeräten und
Infrarotmeßsendern oder in der Heiztechnik als Zündelement zum Zünden
von ausströmenden brennbaren Gasen oder als Tauchsieder.
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