JP2001043962A - Silicon nitride ceramic heater - Google Patents

Silicon nitride ceramic heater

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JP2001043962A
JP2001043962A JP11218125A JP21812599A JP2001043962A JP 2001043962 A JP2001043962 A JP 2001043962A JP 11218125 A JP11218125 A JP 11218125A JP 21812599 A JP21812599 A JP 21812599A JP 2001043962 A JP2001043962 A JP 2001043962A
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ceramic heater
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve durability by preventing the occurrence of a crack caused by thermal expansion in the vicinity of a connection terminal part 4 formed on the circumferential surface of a rod-like base body formed of a silicon nitride-based ceramics. SOLUTION: A metalized layer 12 comprising a first layer 15 and a second layer 16 on the first layer 15 is formed on the circumferential surface of a base body 1 formed of a silicon nitride-based ceramics. The first layer 15 contains at least one of V, Ti, Mo and Mn as a main constituent, and is improved in wettability, and the second layer 16 is formed of a wax material containing Au and Ni. An interlaid layer 13 of Pt or the like is formed on the second layer 16, a connection terminal 14 formed of an Fe-Ni-Co alloy is mounted on it, and a lead terminal 7 of, for instance, Ni is fixed to the connection terminal 14.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一般家庭用、電子
部品用、産業機械用および自動車用等の広範囲に利用し
得るセラミックヒータ、特にその接続端子部の構造に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic heater which can be widely used for households, electronic parts, industrial machines, automobiles, etc., and more particularly to a structure of a connecting terminal portion thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、酸素センサー等に用いられる
セラミックヒータは、アルミナセラミックスを主成分と
する基体中にW,Mo等の高融点金属から成る発熱体を
埋設して成り、その接続端子部では、リード引き出し用
導通部上にメタライズ層を施し、この上に外部接続用接
続端子を設ける構造になっている。また、より高温用の
ヒータとして窒化ケイ素質セラミックスも使用されてい
る。この構造は、高融点金属線等から成る発熱体、リー
ド線を埋設し、リード線端部よりこれを外表面に露出さ
せて、これを導通部としてメタライズを施し、この上
に、接続端子を設ける。さらに、この外部接続用接続端
子は、セラミックス基体に同一曲率を持った金属製のパ
ッド等であって、その上に金属リード端子を接続した形
状を呈しており、このリード端子より電流を流し、抵抗
発熱体を発熱させる構造である。特に、窒化ケイ素質セ
ラミックヒータは、常温強度、高温強度が高く、熱膨張
率が小さく、高温用途のヒータとして利用価値が高く、
ディーゼルエンジンの始動用グロープラグや燃焼器の点
火ヒータ、酸素センサー用ヒータ等に用いられている
(たとえば特公昭62−19034号、特公昭63−5
1356号公報参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, a ceramic heater used for an oxygen sensor or the like has a heating element made of a high melting point metal such as W or Mo embedded in a base material mainly composed of alumina ceramics, and a connection terminal portion thereof. In this example, a metallized layer is provided on the lead-leading conductive portion, and a connection terminal for external connection is provided thereon. Silicon nitride ceramics are also used as heaters for higher temperatures. In this structure, a heating element and a lead wire made of a high melting point metal wire or the like are buried, and this is exposed from the end of the lead wire to the outer surface, metallized as a conductive portion, and a connection terminal is formed thereon. Provide. Further, the connection terminal for external connection is a metal pad or the like having the same curvature on the ceramic substrate, and has a shape in which a metal lead terminal is connected thereon, and a current flows from the lead terminal. In this structure, the resistance heating element generates heat. In particular, silicon nitride ceramic heaters have high room temperature strength, high temperature strength, low coefficient of thermal expansion, and high utility value as heaters for high temperature applications.
It is used as a glow plug for starting a diesel engine, an ignition heater for a combustor, a heater for an oxygen sensor, and the like (for example, Japanese Patent Publication Nos. 62-19034 and 63-5).
No. 1356).

【0003】ところで、酸素センサー、グロープラグ等
に代表されるセラミックヒータにおいては、その急速昇
温性能を向上させるために、窒化ケイ素材料が、耐熱
性、耐熱衝撃性等に優れることから急速昇温可能で、耐
久性に優れるセラミックヒータ支持体として有望視され
ている。この接続端子においてもアルミナセラミックス
のセラミックヒータ等と同様に、露出したリード引き出
し用導通部上にメタライズを施し、この上に外部接続用
接続端子を設ける構造になっている。
[0003] In a ceramic heater represented by an oxygen sensor, a glow plug, or the like, a silicon nitride material is excellent in heat resistance, thermal shock resistance, etc. in order to improve its rapid temperature rising performance. It is promising as a possible and durable ceramic heater support. In this connection terminal, similarly to a ceramic heater made of alumina ceramics, the exposed lead-out conducting portion is metallized, and an external connection terminal is provided thereon.

【0004】メタライズ層、および接続端子は、発熱体
であるヒータに通電させるため、導電率の高い材料が使
用されるが、金属材料、およびメタライズ層組成物は窒
化ケイ素に比べて、熱膨張率が大きい。このため要求さ
れる繰り返し通電時に熱膨張差による熱応力が発生す
る。このようなヒータにおいては、これらの材料との熱
膨張差による熱応力によって磁器、およびメタライズ層
中にクラックが生じやすい。窒化ケイ素材料は、アルミ
ナセラミックス等に代表される他のセラミックスに比べ
て、さらに熱膨張率の低い特徴を有している。具体的に
は、窒化ケイ素基体の熱膨張率はアルミナセラミックス
の半分以下の3*E−6/℃(*E−6は、×10-6
表す、以下同じ)である。したがって、アルミナセラミ
ックス等と比較して、使用する外部接続用接続端子とし
て用いられるインバール合金KV−6(商品名)などの
金属端子(その熱膨張率はE−5レベルである)との熱
膨張差が大きく、使用時の熱サイクル時に高応力が発生
し、セラミックス基体、およびメタライズ層中にクラッ
クが発生して耐久性が劣化してまう問題点がある。
For the metallized layer and the connection terminals, a material having high conductivity is used in order to supply a current to the heater which is a heating element. However, the metal material and the metallized layer composition have a higher thermal expansion coefficient than silicon nitride. Is big. For this reason, a thermal stress due to a difference in thermal expansion is generated at the time of the required repeated energization. In such a heater, cracks are likely to occur in the porcelain and the metallized layer due to thermal stress due to the difference in thermal expansion between these materials. The silicon nitride material has a characteristic of a lower coefficient of thermal expansion than other ceramics represented by alumina ceramics and the like. Specifically, the thermal expansion coefficient of the silicon nitride substrate is 3 * E-6 / ° C. (* E-6 represents × 10 −6 , the same applies hereinafter) which is half or less of that of alumina ceramics. Therefore, as compared with alumina ceramics or the like, thermal expansion with a metal terminal such as Invar alloy KV-6 (trade name) used as a connection terminal for external connection to be used (the coefficient of thermal expansion is E-5 level) There is a problem that the difference is large and high stress is generated during a thermal cycle during use, cracks are generated in the ceramic base and the metallized layer, and durability is deteriorated.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、窒化
ケイ素質セラミックスの外周部に取付けられる接続端子
部付近における熱膨張に起因したクラックの発生を抑制
して耐久性能を向上した窒化ケイ素セラミックヒータを
提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a silicon nitride ceramic having improved durability by suppressing the occurrence of cracks due to thermal expansion in the vicinity of a connection terminal attached to the outer peripheral portion of the silicon nitride ceramic. It is to provide a heater.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、窒化ケイ素質
セラミックスから成る棒状基体内に、抵抗発熱体および
リード線を埋設し、基体の外周部にリード線と電気的に
接続された接続端子部を形成した窒化ケイ素セラミック
ヒータにおいて、接続端子部は、(a)基体の外周面上
に形成されるメタライズ層であって、リード線に接続さ
れ、V,Ti,Mo,Mnの少なくとも1つを主成分と
して含む第1層と、第1層上に形成され、Au,Niを
主成分とし、Niシリサイドを5〜20vol%含む第
2層とを有するメタライズ層と、(b)このメタライズ
層の第2層上に形成される少なくともFe,Niを含む
合金から成る接続端子と、(c)接続端子に固定される
リード端子と、を具備することを特徴とする窒化ケイ素
セラミックヒータである。
According to the present invention, there is provided a connection terminal in which a resistance heating element and a lead wire are buried in a rod-shaped base made of silicon nitride ceramics, and the lead is electrically connected to the outer periphery of the base. In the silicon nitride ceramic heater in which the portion is formed, the connection terminal portion is (a) a metallized layer formed on the outer peripheral surface of the base, is connected to the lead wire, and has at least one of V, Ti, Mo, and Mn. A metallized layer having a first layer mainly containing Au, a second layer formed on the first layer and mainly containing Au and Ni and containing 5 to 20 vol% of Ni silicide; and (b) the metallized layer. A connection terminal made of an alloy containing at least Fe and Ni formed on the second layer, and (c) a lead terminal fixed to the connection terminal. A.

【0007】また本発明は、接続端子は、Fe−Ni−
Co合金であり、その熱膨張率(室温〜500℃)が、
6.0×10-6/℃以下であることを特徴とする。
Further, according to the present invention, the connection terminal is made of Fe-Ni-
Co alloy, whose coefficient of thermal expansion (room temperature to 500 ° C.)
It is characterized by being at most 6.0 × 10 −6 / ° C.

【0008】本発明に従えば、室温から高温まで使用さ
れれるセラミックヒータの接続端子部において脆性化合
物の生成を抑制しつつ、接続端子部の基体への密着性を
高めることで、発生する応力集中によるクラックの進展
による耐久性能の劣化を防ぎ、耐久性能に優れた窒化ケ
イ素質セラミックスの特性を充分に発揮させる。
According to the present invention, the concentration of stress generated by increasing the adhesion of the connection terminal portion to the substrate while suppressing the generation of brittle compounds in the connection terminal portion of the ceramic heater used from room temperature to high temperature. Deterioration of durability performance due to cracks caused by cracks is prevented, and the characteristics of silicon nitride ceramics excellent in durability performance are sufficiently exhibited.

【0009】そのために、本発明では、メタライズ層1
2を窒化ケイ素基体界面側にV、Ti、Mo、Mnを主
成分とする第1層15と、接続端子側にAuおよびNi
を主成分とする第2層16とを含む2層構造とするとと
もに、第2層中のNiシリサイドの析出量を5vol%
以上、20vol%以下になるようにする。また、好適
には、外部接続用接続端子14のメタライズ層界面側に
白金などの介在層13を形成させる。接続端子14の材
質を、Fe−Niを含む合金とし、好ましくはFe−N
i−Co合金であって、熱膨張率(室温RT〜500
℃、以下同じ)が6.0*E−6/℃以下とし、好まし
くは、3*E−6/℃〜5*E−6/℃である。
Therefore, in the present invention, the metallized layer 1
2 on the silicon nitride substrate interface side, a first layer 15 containing V, Ti, Mo, and Mn as main components, and Au and Ni on the connection terminal side.
And a second layer 16 containing Ni as a main component, and the deposition amount of Ni silicide in the second layer is 5 vol%.
As described above, the content is set to 20 vol% or less. Preferably, an intervening layer 13 such as platinum is formed on the metallized layer interface side of the external connection terminal 14. The material of the connection terminal 14 is an alloy containing Fe-Ni, preferably Fe-N
An i-Co alloy having a coefficient of thermal expansion (room temperature RT to 500
° C, the same applies hereinafter) to 6.0 * E-6 / ° C or lower, and preferably 3 * E-6 / ° C to 5 * E-6 / ° C.

【0010】メタライズ層、窒化ケイ素基体、接続端子
は異なった熱膨張率を有するので、使用時の降昇温過程
に、異なった伸縮挙動を示す。これによって熱応力が発
生し、耐久性劣化の原因となる。ここで、窒化ケイ素は
これ自体では難焼結性を呈するため、希土類酸化物、ア
ルミナ、マグネシア等の焼結助剤を添加して緻密体を得
る。この助剤量は材料によって異なるが、これら助剤合
計で5〜25重量%の割合で含まれ、その熱膨張はその
粒界相の量比で多少異なるが、ほぼ3*E−6/℃〜4
*E−6/℃である。また、外部接続用接続端子は、F
−Ni−Co合金にすることで6*E−6/℃である
が、メタライズ層はいずれも10*E−6/℃以上の高
熱膨張となり、接続端子と磁器である基体との間に挟ま
れており、応力が集中する構造となっている。
[0010] Since the metallized layer, the silicon nitride substrate and the connection terminals have different coefficients of thermal expansion, they exhibit different expansion and contraction behavior during the temperature rise and fall during use. As a result, thermal stress is generated, which causes deterioration of durability. Here, since silicon nitride itself exhibits difficulty in sintering, a dense body is obtained by adding a sintering aid such as rare earth oxide, alumina, and magnesia. Although the amount of this auxiliary varies depending on the material, it is contained in a ratio of 5 to 25% by weight in total, and its thermal expansion slightly varies depending on the amount ratio of the grain boundary phase, but is approximately 3 * E-6 / ° C. ~ 4
* E-6 / ° C. The connection terminal for external connection is F
-Ni-Co alloy has 6 * E-6 / ° C, but the metallized layer has a high thermal expansion of 10 * E-6 / ° C or more, and is sandwiched between the connection terminal and the porcelain base. It has a structure in which stress concentrates.

【0011】この熱応力の緩和のためにメタライズ層の
ヤング率を低下させて熱応力の吸収を図る。具体的に
は、メタライズ層中の組成を制御する。メタライズ層の
Au/Ni系の第2層はNiの含有量によってそのヤン
グ率が異なり、Auマトリックス中にNi化合物が析出
した組織からなる。このNi化合物はメタライズ形成過
程で窒化ケイ素の分解やSiの拡散によってシリサイド
化している。このNiシリサイドは脆性化合物であり、
応力集中時に選択的にクラックが進展し、電極部の耐久
劣化の原因となる。本件発明者の検討の結果、Ni化合
物の量比の制御によってクラックの進展を抑えることが
できることが判った。Auマトリックス中のNi化合物
の析出量、すなわちNiシリサイドの含有量を20vo
l%以下にすることが必要である。20vol%よりも
大きいと、第2層のヤング率が大きくなり、クラック抑
制効果が不充分である。このNiシリサイドの含有量
は、15vol%以下にすることが望ましい。
In order to alleviate the thermal stress, the Young's modulus of the metallized layer is reduced to absorb the thermal stress. Specifically, the composition in the metallized layer is controlled. The Au / Ni second layer of the metallized layer has a Young's modulus that varies depending on the Ni content, and is composed of a structure in which a Ni compound is precipitated in an Au matrix. This Ni compound is silicided by decomposition of silicon nitride or diffusion of Si during the metallization forming process. This Ni silicide is a brittle compound,
Cracks are selectively developed at the time of stress concentration, which causes deterioration of durability of the electrode portion. As a result of the study by the present inventor, it has been found that crack control can be suppressed by controlling the amount ratio of the Ni compound. The precipitation amount of the Ni compound in the Au matrix, that is, the content of Ni silicide was set to 20 vol.
It is necessary to make it 1% or less. If it is larger than 20 vol%, the Young's modulus of the second layer becomes large, and the crack suppressing effect is insufficient. It is desirable that the content of Ni silicide be 15 vol% or less.

【0012】しかしながらAu/Ni合金ロウ材である
第2層は、Auリッチ組成となると、ヤング率が低下す
る反面、Ni量が少ないと、窒化ケイ素との濡れ性が悪
く、また変質して鱗片状になって剥離しやすくなってし
まうことから、Ni−Si合金は、5vol%以上存在
することが必要である。また、メタライズ層のAu,N
iを主成分とする第2層と磁器との界面濡れ改善層とな
る第1層を設けることで濡れ性をさらに改善できる。具
体的には、V,Ti,Mo,Mn等の活性金属を主成分
とする第1層を形成する。この第1層は、スパッタリン
グ、溶射等によって形成してもよい。
However, when the Au / Ni alloy brazing material has a Au-rich composition, the Young's modulus is reduced, but when the Ni content is small, the wettability with silicon nitride is poor, and the quality is altered due to scale. The Ni-Si alloy needs to be present in an amount of 5 vol% or more, since the Ni-Si alloy is easily peeled off. In addition, Au, N of the metallized layer
By providing the first layer which becomes the interface wetting improvement layer between the second layer containing i as the main component and the porcelain, the wettability can be further improved. Specifically, a first layer mainly containing an active metal such as V, Ti, Mo, and Mn is formed. This first layer may be formed by sputtering, thermal spraying, or the like.

【0013】また本発明は、メタライズ層の第2層と接
続端子との間に、白金Pt、またはパラジウムPdから
成る介在層が設けられることを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that an intervening layer made of platinum Pt or palladium Pd is provided between the second layer of the metallization layer and the connection terminal.

【0014】本発明に従えば、外部接続用接続端子のメ
タライズ層界面側に白金などの介在層を形成させる。接
続端子は、Fe,Niを含有する合金からなるので、第
2層に接続端子をロウ付けした際に、接続端子中のNi
成分が第2層中に拡散し、第2層中にNi−Si合金が
多量に析出してしまい、耐久性が劣化してしまう。本発
明によると、第2層の外部接続用接続端子との界面に、
Niの第2層への拡散によるNiシリサイドの生成防止
のために白金などの介在層13を設けることで第2層中
のNi−Si合金量を前記の割合に安定に制御し、耐久
性の維持が可能となる。具体的にはメッキ処理等によっ
て白金を成膜する。この介在層の厚みは3μm以上がよ
く、特に20μm以上が望ましい。3μmより薄いとロ
ウ付け時に白金などと金の反応による白金などの介在層
の溶出が起こり、Niの拡散を有効に防止できないため
である。
According to the present invention, an intervening layer such as platinum is formed on the metallized layer interface side of the external connection terminal. Since the connection terminal is made of an alloy containing Fe and Ni, when the connection terminal is brazed to the second layer, the Ni in the connection terminal is reduced.
The components diffuse into the second layer, and a large amount of the Ni—Si alloy precipitates in the second layer, thereby deteriorating the durability. According to the present invention, at the interface between the second layer and the connection terminal for external connection,
By providing an intervening layer 13 of platinum or the like to prevent generation of Ni silicide due to diffusion of Ni into the second layer, the amount of the Ni—Si alloy in the second layer is stably controlled to the above ratio, and the durability is improved. Maintenance becomes possible. Specifically, a platinum film is formed by plating or the like. The thickness of the intervening layer is preferably 3 μm or more, particularly preferably 20 μm or more. If the thickness is less than 3 μm, the intercalation layer of platinum or the like is eluted due to the reaction of platinum or the like with gold during brazing, and the diffusion of Ni cannot be effectively prevented.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の一形態の
窒化ケイ素セラミックヒータにおける接続端子部4を示
す軸線に直角な拡大断面図である。窒化ケイ素質セラミ
ックスから成る棒状の電気絶縁性基体1には、後述のス
ルーホール導体6が半径方向に延びて形成される。この
導体6には、本発明に従う接続端子部4が接続され、こ
こにおいてメタライズ層12と接続端子14とがこの順
序で下から上に配置されて接続される。この接続端子1
4には、リード端子7が溶接されて固定される。メタラ
イズ層12は、基体1の外周面上に形成される第1層1
5と、その第1層15上に形成される第2層16とを含
む。
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a connecting terminal portion 4 of a silicon nitride ceramic heater according to one embodiment of the present invention, which is perpendicular to an axis. On a rod-shaped electrically insulating substrate 1 made of silicon nitride ceramics, a through-hole conductor 6 described later is formed extending in the radial direction. The connection terminal portion 4 according to the present invention is connected to the conductor 6, where the metallization layer 12 and the connection terminal 14 are arranged and connected in this order from bottom to top. This connection terminal 1
4, the lead terminal 7 is fixed by welding. The metallized layer 12 has a first layer 1 formed on the outer peripheral surface of the base 1.
5 and a second layer 16 formed on the first layer 15.

【0016】図2は図1に示される接続端子部4を備え
る窒化ケイ素セラミックヒータの全体の構成を示す斜視
図であり、図3はそのセラミックヒータの一部を切欠い
て示す断面図である。これらの図面を参照して、基体1
の内部に、抵抗発熱体2および一対のリード線3が埋設
されており、基体1の外周部には、リード線3と電気的
に接続された一対の接続端子部4が形成されている。
FIG. 2 is a perspective view showing the entire structure of the silicon nitride ceramic heater provided with the connection terminal portion 4 shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of the ceramic heater cut away. With reference to these drawings, the base 1
, A resistance heating element 2 and a pair of lead wires 3 are embedded therein, and a pair of connection terminal portions 4 electrically connected to the lead wires 3 are formed on the outer peripheral portion of the base 1.

【0017】図4は図2のセラミックヒータの抵抗発熱
体2形成部(Y1−Y1)の横断面図、図5はリード線3
形成部(Y2−Y2)の横断面図、図6は接続端子部(Y
3−Y3)の横断面図である。セラミックヒータにおける
基体1は、セラミックスコア部1aとそのシェル部1b
によって構成されており、抵抗発熱体2、リード線3
は、いずれも少なくとも一対の配線としてセラミックス
コア部1aの周囲に埋設された構造から成ることから、
セラミックヒータの各横断面において抵抗発熱体2また
はリード線3が棒状体の中心20からそれぞれr1
2,r3の同心円領域に形成されている。このように、
抵抗発熱体2やリード線3を同心円領域に形成すること
により、局所的な応力の発生を防止し、過酷な熱サイク
ル印加時においても歪みの発生を抑制し耐久性を高める
ことができる。なお、同心円領域とは、各横断面内にお
ける中心からの距離の差が±0.2mm程度まで許容し
得ることを意味する。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a portion (Y 1 -Y 1 ) of the resistance heater 2 of the ceramic heater shown in FIG. 2, and FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view of the formation portion (Y 2 −Y 2 ).
FIG. 3 is a transverse sectional view taken along line 3 -Y 3 ). The base 1 of the ceramic heater includes a ceramic score portion 1a and its shell portion 1b.
Resistance heating element 2, lead wire 3
Since each of them has a structure buried around the ceramic score portion 1a as at least a pair of wires,
In each cross section of the ceramic heater, the resistance heating element 2 or the lead wire 3 is r 1 ,
It is formed in a concentric region of r 2 and r 3 . in this way,
By forming the resistance heating element 2 and the lead wire 3 in the concentric region, it is possible to prevent the occurrence of local stress, suppress the occurrence of distortion even when a severe heat cycle is applied, and improve the durability. The concentric area means that a difference in distance from the center in each cross section can be allowed up to about ± 0.2 mm.

【0018】抵抗発熱体2、リード線3は、図4〜図6
の各横断面において偶数個(図5では4本)形成し、こ
れらはそれぞれ同心円領域において等間隔にて形成する
ことによって、さらに歪みの発生を抑制することができ
る。
The resistance heating element 2 and the lead wire 3 are shown in FIGS.
By forming an even number (four in FIG. 5) in each of the cross sections and forming them at equal intervals in the concentric regions, the occurrence of distortion can be further suppressed.

【0019】シェル部1bは、その厚みが0.3〜1.
5mmであることが望ましい。これは、上記厚みが1.
5mmよりも厚いと、ヒータ表面の昇温速度が遅くな
り、0.3mmよりも薄いと、熱衝撃により磁器破壊が
生じてしまうためである。
The shell 1b has a thickness of 0.3-1.
Preferably, it is 5 mm. This is because the thickness is 1.
If the thickness is more than 5 mm, the rate of temperature rise on the heater surface becomes slow. If the thickness is less than 0.3 mm, porcelain destruction occurs due to thermal shock.

【0020】上記構成のセラミックヒータにおいては、
抵抗発熱体2およびリード線3は、いずれも導体材料に
よって形成されるものであるが、抵抗発熱体2のみによ
る加熱効率を高めるために抵抗発熱体2とリード線3と
の抵抗比率(抵抗発熱体/リード線)が大きいことが望
まれている。
In the ceramic heater having the above structure,
The resistance heating element 2 and the lead wire 3 are both formed of a conductive material. However, in order to increase the heating efficiency of the resistance heating element 2 alone, the resistance ratio between the resistance heating element 2 and the lead wire 3 (resistance heating). Larger body / lead wire is desired.

【0021】かかる抵抗調整にあたり、抵抗発熱体2お
よびリード線3がたとえば、導電性成分と絶縁性成分と
の含有比率を変えた異なる導体材料によって形成した場
合、つまり、抵抗発熱体2を高抵抗導体によって、また
リード線3を低抵抗導体によって形成した場合、それぞ
れの導体材料自体の熱膨張特性や焼成収縮挙動、導電成
分の粒径が異なるなどの他の物性が異なるために、基体
との同時焼成時、または熱サイクルが印加された場合に
ヒータ全体として歪みなどが生じやすくなり耐久性が低
下してしまう。
In such resistance adjustment, when the resistance heating element 2 and the lead wire 3 are formed of, for example, different conductor materials in which the content ratio of the conductive component and the insulating component is changed, that is, the resistance heating element 2 is formed of a high resistance. When the lead wire 3 is made of a low-resistance conductor, the conductor material itself has different thermal expansion characteristics, firing shrinkage behavior, and other physical properties such as different particle diameters of the conductive component. During simultaneous firing or when a heat cycle is applied, distortion or the like is likely to occur as a whole of the heater, and durability is reduced.

【0022】そこで本件実施の形態では、抵抗発熱体2
およびリード線3がいずれも同一組成の導体材料によっ
て形成されている。抵抗発熱体2およびリード線3との
抵抗比率を高めるために、それぞれの導体の膜厚や線幅
によって調整する。抵抗発熱体2とリード線3との膜厚
差が大きくなると、その段差部が異常加熱によって応力
集中が発生し、断線や基体の破壊などが生じてしまうお
それがあるので、この問題を解決するために、抵抗発熱
体2およびリード線3との間に抵抗発熱体2の膜厚より
も大きく、リード線3の膜厚よりも小さい中間的の膜厚
を有する接続用配線5を配設する。
Therefore, in the present embodiment, the resistance heating element 2
Each of the lead wires 3 is formed of a conductor material having the same composition. In order to increase the resistance ratio between the resistance heating element 2 and the lead wire 3, adjustment is made by the film thickness and line width of each conductor. If the film thickness difference between the resistance heating element 2 and the lead wire 3 becomes large, stress concentration may occur at the step portion due to abnormal heating, which may cause disconnection, breakage of the base, and the like. For this purpose, a connection wiring 5 having an intermediate thickness larger than the thickness of the resistance heating element 2 and smaller than the thickness of the lead wire 3 is provided between the resistance heating element 2 and the lead wire 3. .

【0023】前記導体材料の同一性については、導体中
における金属成分の含有比率によって定め、その含有量
が±5vol%以内までが許容でき、その差が5vol
%を超えると導体間の特性が変わり、耐久性が低下す
る。
The identity of the conductor material is determined by the content ratio of the metal component in the conductor, and the content is acceptable up to ± 5 vol%, and the difference is 5 vol%.
%, The properties between conductors change, and the durability decreases.

【0024】リード線3と、基体1の外周部に形成され
た接続端子部4とは、図1に示すように、基体1に形成
されたスルーホール導体6によって電気的に接続されて
おり、接続端子部4には、メタライズ層12の第1層1
5が電気的に接続される。
As shown in FIG. 1, the lead wire 3 and the connection terminal 4 formed on the outer periphery of the base 1 are electrically connected by a through-hole conductor 6 formed on the base 1. The connection terminal portion 4 includes the first layer 1 of the metallized layer 12.
5 are electrically connected.

【0025】このように構成されたセラミックヒータに
は、2本の金属製リード端子7を介して図示しない電源
から抵抗発熱体2へと電流が供給され、電流が抵抗発熱
体2を通過する際に電気エネルギが熱エネルギに変換さ
れ、ヒータの先端部の温度が上昇するようになってい
る。
A current is supplied from the power supply (not shown) to the resistance heating element 2 via the two metal lead terminals 7 to the ceramic heater configured as described above. The electric energy is converted to heat energy, and the temperature at the tip of the heater rises.

【0026】(基体1)本発明の窒化ケイ素製セラミッ
クヒータにおける基体1は、耐熱衝撃性および高強度を
有し、かつ耐久性を高めるために窒化ケイ素を主成分と
するセラミックスから構成されるものである。
(Substrate 1) The substrate 1 in the silicon nitride ceramic heater of the present invention has a thermal shock resistance and a high strength, and is made of a ceramic containing silicon nitride as a main component in order to enhance durability. It is.

【0027】この窒化ケイ素質セラミックスは、β型窒
化ケイ素を主結晶相とするものであり、その粒界相に
は、焼結助剤成分として、希土類元素、酸素およびケイ
素を少なくとも含む結晶相あるいはガラス相により構成
される。望ましくは、粒界には結晶相が存在しているこ
とが望ましく、特にダイシリケート(RE2 Si2
7)結晶相を主相して析出させるのがよい。粒界結晶
相としてダイシリケート相を主相として析出させること
により、絶縁体が発熱時に外気の酸素と接触した場合に
おいても高い耐酸化性を有することになり、母材の酸化
による腐食を防止し母材の長期安定を高めることができ
るのである。
This silicon nitride ceramic has β-type silicon nitride as a main crystal phase. The grain boundary phase includes a crystal phase containing at least a rare earth element, oxygen and silicon as a sintering aid component. It is composed of a glass phase. Desirably, a crystal phase exists at the grain boundary, and in particular, disilicate (RE 2 Si 2)
The O 7 ) crystal phase is preferably precipitated as the main phase. By precipitating the disilicate phase as the main phase as the grain boundary crystal phase, the insulator has high oxidation resistance even when it comes in contact with outside air during heat generation, preventing corrosion due to oxidation of the base material. The long-term stability of the base material can be improved.

【0028】また、絶縁体の焼結体粒界にダイシリケー
ト相を析出させることに関連して、焼結体中の全希土類
元素の酸化物換算と、不純物的酸素のSiO2換算量と
のSiO2/RE23で表されるモル比が2以上である
ことが望ましい。
In connection with the precipitation of the disilicate phase at the grain boundaries of the sintered body of the insulator, the conversion of the total rare earth element oxide in the sintered body into oxide and the amount of impurity oxygen in terms of SiO 2 is calculated. It is desirable that the molar ratio represented by SiO 2 / RE 2 O 3 is 2 or more.

【0029】この不純物的酸素量とは、全酸素量から焼
結助剤等として添加した希土類元素酸化物やその他の酸
化物(SiO2を除く)に化学量論比率で結合する酸素
を差引いた残りの不純物酸素量であり、具体的には窒化
ケイ素粉末中に含まれる不純物酸素、あるいはSiO2
粉末として添加された酸素から成るものである。また、
焼結体の粒界は、完全に結晶化させることによりさらに
耐久性を向上させることができる。
The amount of impurity oxygen is obtained by subtracting the oxygen that binds to the rare earth element oxide added as a sintering aid or other oxides (excluding SiO 2 ) at a stoichiometric ratio from the total oxygen amount. The remaining amount of impurity oxygen, specifically, impurity oxygen contained in the silicon nitride powder or SiO 2
It consists of oxygen added as a powder. Also,
The durability can be further improved by completely crystallizing the grain boundaries of the sintered body.

【0030】なお、上記SiO2/RE23比が2より
小さいと、粒界相に窒素成分を多く含むYAM相やアパ
タイト相等の窒素を含む結晶相が主として生成しこれに
より耐酸化性が劣化してしまう。ただし、SiO2/R
23比が過度に高くなると緻密化を阻害するため、
上記モル比は5以下に制御することが望ましい。
If the SiO 2 / RE 2 O 3 ratio is smaller than 2, a crystal phase containing nitrogen such as a YAM phase or an apatite phase containing a large amount of nitrogen in the grain boundary phase is mainly formed, thereby reducing the oxidation resistance. Will deteriorate. However, SiO 2 / R
If the E 2 O 3 ratio is excessively high, it inhibits densification.
It is desirable to control the above molar ratio to 5 or less.

【0031】窒化ケイ素質セラミックス中に含まれる希
土類元素としては、Y,Er,Yb,Lu,Smなどが
望ましい。これらの元素間での室温特性は大きな有意差
はないが、高温特性は生成する粒界相の融点に依存す
る。したがって、生成するダイシリケートの融点がより
高いことから判断すると、Lu,Yb,Erが好まし
い。この希土類元素は焼結体中に酸化物換算で1〜10
モル%、特に2〜5モル%の割合で存在することが望ま
しい。
The rare earth element contained in the silicon nitride ceramics is preferably Y, Er, Yb, Lu, Sm, or the like. Although the room temperature characteristics between these elements do not differ significantly, the high temperature characteristics depend on the melting point of the formed grain boundary phase. Therefore, judging from the fact that the melting point of the generated disilicate is higher, Lu, Yb, and Er are preferable. This rare earth element is contained in the sintered body in an amount of 1 to 10 in terms of oxide.
Desirably, it is present in a proportion of 2 mol%, especially 2 to 5 mol%.

【0032】上記窒化ケイ素質セラミックス中には、周
期律表第IVa,Va,VIa族元素金属や、それらの
炭化物、窒化物、ケイ化物、またはSiCなどの分散粒
子やウィスカを適量添加分散させて複合化し特性の改善
を行うことも当然可能である。
An appropriate amount of dispersed particles or whiskers such as elemental metals of Groups IVa, Va, and VIa of the Periodic Table and their carbides, nitrides, silicides, or SiC are added and dispersed in the silicon nitride ceramics. Of course, it is also possible to improve the characteristics by compounding.

【0033】(導体材料)また、抵抗発熱体2、リード
線3、接続用配線5は、基体1と同時焼成によって形成
されていることが望ましい。基体1として窒化ケイ素質
セラミックスを用いる場合には、W,Ta,Moおよび
その炭化物、窒化物の群から選ばれる少なくとも1種を
主成分とするものであって、さらにこの主成分に対し
て、分散物質として、窒化ケイ素、窒化ホウ素および炭
化ケイ素のうちの少なくとも1種を含有させることが望
ましい。
(Conductive Material) Further, it is desirable that the resistance heating element 2, the lead wire 3, and the connection wiring 5 are formed by simultaneous firing with the base 1. When a silicon nitride ceramic is used as the substrate 1, the main component is at least one selected from the group consisting of W, Ta, Mo, and carbides and nitrides thereof. It is desirable that at least one of silicon nitride, boron nitride, and silicon carbide be contained as the dispersion material.

【0034】この分散物質は、抵抗発熱体2の抵抗を調
整するための助剤、熱膨張特性を基体と近似させるため
の助剤、基体1との同時焼結性と、基体1への密着性を
高めるための助剤、さらには抵抗発熱体の粒成長を制御
するためのものであり、上記主成分100重量部に対し
て窒化ホウ素は1〜10重量部、窒化ケイ素は5〜30
重量部、炭化ケイ素は2〜15重量部の割合でそれぞれ
分散させることが望ましい。
This dispersion material is used to adjust the resistance of the resistance heating element 2, to make the thermal expansion characteristics close to that of the substrate 1, to simultaneously sinter the substrate 1, and to adhere to the substrate 1. Aid for enhancing the property, and further for controlling the grain growth of the resistance heating element, 1 to 10 parts by weight of boron nitride, 5 to 30 parts by weight of silicon nitride based on 100 parts by weight of the main component.
It is desirable that the parts by weight and silicon carbide be dispersed at a ratio of 2 to 15 parts by weight, respectively.

【0035】また、上記の導体から成る抵抗発熱体2、
リード線3、接続用配線5の基体1との接触界面には、
導体中の主たる金属のケイ化物相、たとえば、WS
2,TaSi,MoSi2等のケイ化物相が存在する場
合があるが、その場合、ケイ化物相の厚さは10μm以
下、特に5μm以下であることが望ましい。
Further, the resistance heating element 2 composed of the above-described conductor,
At the contact interface between the lead wire 3 and the connection wiring 5 with the base 1,
The silicide phase of the main metal in the conductor, for example WS
In some cases, a silicide phase such as i 2 , TaSi, or MoSi 2 is present. In such a case, the thickness of the silicide phase is preferably 10 μm or less, particularly preferably 5 μm or less.

【0036】(製造方法)本発明の窒化ケイ素製セラミ
ックヒータを製造するための一例について、具体的に説
明する。
(Production Method) An example for producing the silicon nitride ceramic heater of the present invention will be specifically described.

【0037】(a)まず、棒状の基体を形成する主原料
として、陽イオン不純物量が10000ppm以下のα
型またはβ型の窒化ケイ素粉末を用いる。そして、この
窒化ケイ素粉末に対して、焼結助剤として、希土類元素
酸化物を1〜10モル%、特に2〜5モル%の割合で添
加する。また、添加成分として、他にSiO2を添加し
て酸素量を調整することもできる。
(A) First, as a main raw material for forming a rod-like substrate, α having a cation impurity amount of 10,000 ppm or less is used.
Or β-type silicon nitride powder is used. Then, a rare earth element oxide is added as a sintering aid to the silicon nitride powder at a ratio of 1 to 10 mol%, particularly 2 to 5 mol%. Further, SiO 2 may be added as an additional component to adjust the amount of oxygen.

【0038】前述したように焼結体粒界をダイシリケー
ト結晶相を析出させる上で成形後の成形体中の不純物酸
素のSiO2換算量と、周期律表第IIIa族元素の酸
化物換算量とのSiO2/RE23モル比率を2以上
となるように調整する。
As described above, the amount of impurity oxygen in the compact after compaction in forming the disilicate crystal phase in the sintered body grain boundary in terms of SiO 2, and the amount in terms of oxide of Group IIIa element of the periodic table Is adjusted so that the molar ratio of SiO 2 / RE 2 O 3 is 2 or more.

【0039】そして、これらをボールミル等により混合
粉砕する。このようにして得られた混合粉末を公知の成
形方法、たとえば、押出成形法によって棒状成形体を作
製し、これを乾燥後、必要な長さに切断して、コア成形
体を作製する。このコア成形体は、押出成形法以外に、
射出成形法、鋳込成形法によっても作製することができ
る。
These are mixed and pulverized by a ball mill or the like. From the mixed powder thus obtained, a rod-shaped molded body is produced by a known molding method, for example, an extrusion molding method. After drying, the rod-shaped molded body is cut into a required length to produce a core molded body. This core molded body, besides the extrusion molding method,
It can also be produced by an injection molding method or a casting method.

【0040】こうして作製したコア成形体は、後述する
導体パターン形成前に、脱脂、仮焼工程を施しておくこ
とが望ましい。これは、コア部の脱バインダ時にパター
ン部に脱ガスに伴う積層欠陥が生じやすくなるためであ
る。
It is desirable that the core molded body thus produced is subjected to a degreasing and calcining step before forming a conductor pattern described later. This is because stacking faults due to degassing are likely to occur in the pattern portion when the core portion is debindered.

【0041】(b)次に、得られた棒状の成形体の表面
に、平均粒径が0.1〜10μmの前述したようなタン
グステンW、モリブデンMoの導体成分に対して、窒化
ケイ素などの絶縁成分を添加して抵抗調整し、導体ペー
ストを調製する。そして、この導体ペーストを用いて抵
抗発熱体、リード線の導体パターンを被着形成する。
(B) Next, on the surface of the obtained rod-shaped molded body, the conductive component of tungsten W or molybdenum Mo having an average particle diameter of 0.1 to 10 μm is added to the surface of the rod. The resistance is adjusted by adding an insulating component to prepare a conductor paste. Then, a conductor pattern of a resistance heating element and a lead wire is formed by using the conductor paste.

【0042】この抵抗発熱体およびリード線のパターン
の形成には、転写法を用いることが望ましい。この転写
法によれば、まず、転写シートとして樹脂フィルムを用
意する。このフィルムはPET(ポリエチレンテレフタ
レート)、PP(ポリプロピレン)、PTFE(ポリテ
トラフロロエチレン)等が好適に用いられる。
It is desirable to use a transfer method for forming the pattern of the resistance heating element and the lead wire. According to this transfer method, first, a resin film is prepared as a transfer sheet. For this film, PET (polyethylene terephthalate), PP (polypropylene), PTFE (polytetrafluoroethylene) or the like is suitably used.

【0043】この樹脂フィルムの離型面を上側にし、ス
キージを駆動させることにより、タングステンなどの導
体材料と窒化ケイ素などの絶縁材料などによって抵抗調
整された導体ペーストを抵抗発熱体パターン、リード線
パターンにスクリーン厚膜印刷する。抵抗発熱体パター
ン、リード線パターンの膜厚が異なる場合には、数回に
分けて転写シートにスクリーン厚膜印刷する。
By driving the squeegee with the release surface of the resin film facing upward, the conductive paste whose resistance has been adjusted with a conductive material such as tungsten and an insulating material such as silicon nitride can be used as a resistive heating element pattern and a lead wire pattern. Screen thick film printing. When the thickness of the resistance heating element pattern and the thickness of the lead wire pattern are different, screen thick film printing is performed on the transfer sheet several times.

【0044】そして、充分に乾燥後、一軸プレス機等に
よって転写シート、各導体パターンを圧着する。
After sufficient drying, the transfer sheet and each conductor pattern are pressed by a uniaxial press or the like.

【0045】上記のようにして転写シート表面に形成さ
れた抵抗発熱体パターンおよびリード線パターンを前記
(a)工程によって作製されたコア成形体の表面に転写
する。
The resistive heating element pattern and the lead wire pattern formed on the surface of the transfer sheet as described above are transferred to the surface of the core molded body produced in the step (a).

【0046】(c)その後、抵抗発熱体、リード線のパ
ターンが転写されたコア成形体の表面に、シェルとなる
絶縁層を形成してヒータ成形体を作製する。この絶縁層
の形成にあたっては、コア成形体を、前記窒化ケイ素質
のセラミックス組成物を含むスラリーを調製し、このス
ラリー中に浸漬後、乾燥して、前記棒状のコア成形体の
前記抵抗発熱体パターンおよび前記リード線パターンの
表面に絶縁性のシェルを形成することができる。
(C) Thereafter, an insulating layer serving as a shell is formed on the surface of the core molded body to which the pattern of the resistance heating element and the lead wire has been transferred, to produce a heater molded body. In forming the insulating layer, the core molded body is prepared by preparing a slurry containing the silicon nitride ceramic composition, immersing the slurry in the slurry, and then drying the slurry to form the rod-shaped core molded body. An insulating shell can be formed on the surface of the pattern and the lead wire pattern.

【0047】(d)そして、上記のようにして作製した
ヒータ成形体を1700〜1900℃の窒素含有雰囲気
中で焼成する。この時、焼成温度によっては窒化ケイ素
が分解する場合があるために、窒素圧1.5気圧以上の
加圧窒素雰囲気中で焼成することが望ましい。特に、窒
素ガス加圧焼成では、1700〜1800℃、1.5〜
30気圧の窒素圧力中で焼成した後、1800〜190
0℃、30気圧以上の窒素圧力中で焼成することによ
り、緻密化とともに、抵抗発熱体などの導体のケイ化相
の形成を抑制できる。
(D) Then, the formed heater is fired in a nitrogen-containing atmosphere at 1700 to 1900 ° C. At this time, since silicon nitride may be decomposed depending on the firing temperature, it is preferable to perform firing in a pressurized nitrogen atmosphere at a nitrogen pressure of 1.5 atm or more. In particular, in nitrogen gas pressure firing, 1700-1800 degreeC, 1.5-
After firing in a nitrogen pressure of 30 atm, 1800 to 190
By baking at 0 ° C. and a nitrogen pressure of 30 atm or more, formation of a silicide phase of a conductor such as a resistance heating element can be suppressed together with densification.

【0048】(e)接続用端子部およびリード線と接続
するためのスルーホール導体6は、焼成後に、レーザー
やマイクロドリルによって棒状の焼結体の所定箇所にス
ルーホールを形成し、そのスルーホー内にAu、Pd、
Ptのうち少なくとも1種を主成分とする導体ペースト
を充填した後、さらに棒状焼結体の表面に上記組成の導
体ペーストを接続用端子部のパターンに印刷塗布し、1
100〜1200℃で焼き付け処理することによって形
成できる。
(E) After firing, the through-hole conductor 6 for connecting to the connection terminal portion and the lead wire is formed with a laser or a microdrill to form a through-hole in a predetermined portion of the rod-shaped sintered body. Au, Pd,
After filling a conductor paste containing at least one of Pt as a main component, the conductor paste having the above composition is further printed and applied on the surface of the rod-shaped sintered body in a pattern of the connection terminal portion.
It can be formed by baking at 100 to 1200 ° C.

【0049】また、他の方法としては、(c)工程後の
ヒータ成形体に対して、同様にスルーホールを形成した
後、抵抗発熱体などを形成したペーストを充填し、また
接続用端子部のパターンを印刷した後、前述した焼成条
件で焼成してもよい。
Another method is to form a through-hole in the heater molded body after the step (c), fill the paste with a resistance heating element, etc. After printing this pattern, baking may be performed under the baking conditions described above.

【0050】(f)基体1の外周面上にメタライズ層1
2を形成する。メタライズ層12を構成する第1層15
は、スパッタリング、溶射などによってV,Ti,M
o.Mnの少なくとも1つを主成分とし、基体1との濡
れ改善を行う働きをする。こうして第1層とスルーホー
ル導体6とが電気的に接続される。第1層15の厚み
は、0.3〜3μmである。
(F) Metallized layer 1 on outer peripheral surface of substrate 1
Form 2 First layer 15 constituting metallization layer 12
Are V, Ti, M by sputtering, thermal spraying, etc.
o. At least one of Mn is a main component, and functions to improve the wetting with the substrate 1. Thus, the first layer and the through-hole conductor 6 are electrically connected. The thickness of the first layer 15 is 0.3 to 3 μm.

【0051】第1層15の上に、第2層16を形成す
る。この第2層16は、Au,Niを主成分として含む
Au/Ni系ロウ材である。第2層16の厚みは、5〜
20μmである。
On the first layer 15, a second layer 16 is formed. The second layer 16 is an Au / Ni-based brazing material containing Au and Ni as main components. The thickness of the second layer 16 is 5 to
20 μm.

【0052】(g)図7はリード端子7と接続端子14
とを示す断面図である。接続端子14には、リード端子
7がスポット溶接などによって固定され、これらのリー
ド端子7と接続端子14の全外周面に、厚さ3mm以上
の白金PtやパラジウムPtから成るメッキ層17を形
成する。接続端子14は、Fe−Ni系合金から成り、
その組成によって特性が異なる。具体的には、29Ni
−16Co−55Fe組成のKOVAR(商品名:KV
−2、住友特殊金属(株)社製)、32Ni−17Co
−51Fe組成のTHERLO(商品名:KV−4、住
友特殊金属(株)社製)36Ni−4Co−60Fe組
成のスーパーインバー合金等の低熱膨張Fe−Ni−C
o基合金が挙げられる。熱膨張はできるだけ低い方が好
ましく、一番適している金属はKOVAR合金であり、
500℃までの熱膨張率は6.0*E−6/℃である。
(G) FIG. 7 shows lead terminals 7 and connection terminals 14.
FIG. The lead terminals 7 are fixed to the connection terminals 14 by spot welding or the like, and a plating layer 17 made of platinum Pt or palladium Pt having a thickness of 3 mm or more is formed on the entire outer peripheral surfaces of the lead terminals 7 and the connection terminals 14. . The connection terminal 14 is made of an Fe-Ni-based alloy,
The characteristics differ depending on the composition. Specifically, 29Ni
KOVAR of -16Co-55Fe composition (trade name: KV
-2, Sumitomo Special Metals Co., Ltd.), 32Ni-17Co
Low thermal expansion Fe-Ni-C, such as Super-Invar alloy having 36Ni-4Co-60Fe composition, such as THERLO (trade name: KV-4, manufactured by Sumitomo Special Metals Co., Ltd.) having -51Fe composition
o-based alloys. The thermal expansion is preferably as low as possible, the most suitable metal is KOVAR alloy,
The coefficient of thermal expansion up to 500 ° C is 6.0 * E-6 / ° C.

【0053】ここで、KOVAR合金は所定の形状に打
ち抜いた後、セラミックス基体の形状に応じた曲面加工
が施される。図1〜図7に示される基体1の円柱形で
は、基体の曲率に合わせたダイスにてプレスして形状加
工される。さらに、この接続端子14にメツキ処理、も
しくはスパッタリング、溶射等によって白金のメッキ層
17から成る成膜を行う。この成膜は、メタライズ層1
2の第2層16に臨むメタライズ界面のみでよく、図7
ではこのメタライズ界面側の部分が介在層18として示
される。工程の簡略化には、特にメッキ処理が望まし
い。
Here, the KOVAR alloy is punched into a predetermined shape and then subjected to a curved surface processing according to the shape of the ceramic base. The cylindrical shape of the base 1 shown in FIGS. 1 to 7 is formed by pressing with a die that matches the curvature of the base. Further, a film made of a platinum plating layer 17 is formed on the connection terminal 14 by plating, sputtering, thermal spraying or the like. This film is formed by metallizing layer 1
Only the metallized interface facing the second layer 16 of FIG.
In the figure, the portion on the metallized interface side is shown as an intervening layer 18. In order to simplify the process, plating is particularly desirable.

【0054】(h)第2層16上に、接続端子14の介
在層18をロウ付けする。こうして接続端子部4が完成
する。
(H) The intervening layer 18 of the connection terminal 14 is brazed on the second layer 16. Thus, the connection terminal portion 4 is completed.

【0055】図8は、メタライズ層12の簡略化した組
織図である。第1層15によって基体1との濡れ性が前
述のように改善されることになる。第2層16では、N
iシリサイド19がAuマトリックス中に析出してい
る。本発明では、このようなNiシリサイド19は、第
2層16において5〜20vol%含まれ、これによっ
てクラック進展を抑制し、耐久性の劣化を防ぎ、耐久性
の向上を図ることができる。
FIG. 8 is a simplified organization diagram of the metallization layer 12. The first layer 15 improves the wettability with the substrate 1 as described above. In the second layer 16, N
i-silicide 19 is precipitated in the Au matrix. In the present invention, such Ni silicide 19 is contained in the second layer 16 in an amount of 5 to 20 vol%, whereby crack propagation can be suppressed, durability can be prevented from deteriorating, and durability can be improved.

【0056】図9は、本発明の実施の他の形態の断面図
である。この実施の形態は、前述の図1〜図8の実施の
形態に類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。
図9は、前述の実施の形態における図6に対応する。セ
ラミックヒータ用の接続端子部4は、窒化ケイ素を主成
分とする円柱形状、もしくは角柱形状の焼結体上に形成
される。ここで、窒化ケイ素を主成分とした基体1は、
窒化ケイ素原料に所定の割合の焼結剤を添加し、混合撹
拌後一般的に知られている手法であるホットプレス法で
得られる。熱衝撃、強度の観点から、平均粒径を3μm
以下にし、さらに、水分等の侵入を防止し、滑らかな表
面粗さを得るために緻密体とすることが望ましい。基体
1中のリード線3は基体1である芯材の中心20より当
間隔、もしくは円周方向に配置されている。このリード
線3はWに代表される周期律表IVa、Va、VIa族
の高融点金属、もしくはその炭化物、窒化物等であり、
印刷もしくは金属線、成形体の埋め込み等によって形成
され、窒化ケイ素の熱膨張率に近似するために、窒化ケ
イ素、窒化ホウ素等を添加してもよい。さらに、このリ
ード線3と接続端子部4のメタライズ層12の第1層1
5に接続するために、スルーホール導体6が形成され
る。
FIG. 9 is a sectional view of another embodiment of the present invention. This embodiment is similar to the embodiment of FIGS. 1 to 8 described above, and corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
FIG. 9 corresponds to FIG. 6 in the above embodiment. The connection terminal portion 4 for the ceramic heater is formed on a cylindrical or prismatic sintered body containing silicon nitride as a main component. Here, the substrate 1 containing silicon nitride as a main component is:
A predetermined ratio of a sintering agent is added to a silicon nitride raw material, and after mixing and stirring, it is obtained by a hot pressing method which is a generally known technique. From the viewpoint of thermal shock and strength, the average particle size is 3 μm
In addition, it is desirable to form a dense body in order to prevent moisture and the like from entering and obtain a smooth surface roughness. The lead wires 3 in the base 1 are arranged at equal intervals or circumferentially from the center 20 of the core material as the base 1. The lead wire 3 is a high-melting point metal of the periodic table IVa, Va, VIa represented by W, or a carbide or nitride thereof,
It is formed by printing or embedding a metal wire, a molded body, or the like, and silicon nitride, boron nitride, or the like may be added to approximate the coefficient of thermal expansion of silicon nitride. Further, the first layer 1 of the metallization layer 12 of the lead wire 3 and the connection terminal portion 4 is formed.
5, a through-hole conductor 6 is formed.

【0057】ホットプレス法では、2枚の板状のセラミ
ックグリーンシート(未焼成体)の間に、発熱体2とリ
ード線3などを挟み込み、密着させた後、ホットプレス
焼成(上下からパンチで圧力を印加しながら、焼成する
方法)して緻密化する。その後、棒状体に研削加工する
ものである。そのほかの構成は、前述の実施の形態と同
様である。
In the hot pressing method, a heating element 2 and a lead wire 3 are sandwiched between two plate-like ceramic green sheets (unfired bodies), and are closely adhered to each other. Baking while applying pressure). Thereafter, the rod-shaped body is ground. Other configurations are the same as those of the above-described embodiment.

【0058】本件発明者の実験結果を述べる。 実施例1 図1〜図7に示すように円柱形セラミックヒータを先
ず、製造する。導体パターンをロッドに転写し、その上
部をスラリーディッピングにて外層を形成した後、脱脂
して、窒素ガス加圧下にて焼成し、抵抗発熱体2、リー
ド線3、接続用配線5とを形成する。その後、外周を研
削し、レーザー加工にてスルーホール状導通孔にメタラ
イズ組成物を充填し、真空加熱炉中にて焼き付ける。こ
のスルーホール導体6を覆って基体1の外周面上に、メ
タライズ層12を形成する。先ず第1層15としてスパ
ッタリング、溶射などによってV,Ti,Mo,Mnの
少なくとも1つ、たとえばTiで形成する。次に第2層
16として、Au/Vにアクリルバインダーとテルピネ
オールを添加して作製されたペーストをスクリーン印刷
にて曲面印刷した後、真空加熱炉中にて1180℃にて
焼き付けて形成して、10μmの厚みに形成した。さら
に、その上に外部接続用接続端子14を接合する。この
接続端子14は、KOVAR合金製パッド(6*E−6
/℃)である接続端子14にNiリード端子7を抵抗溶
接にて接合させており、パッドをメタライズ組成物上に
乗せて1000℃にてロウ付けした。このとき、接続端
子14とリード端子7とには前もって白金Ptのメッキ
が施されており、メタライズ界面には白金から成る介在
層13が存在する。
The experimental results of the present inventor will be described. Example 1 First, as shown in FIGS. 1 to 7, a cylindrical ceramic heater is manufactured. The conductor pattern is transferred to a rod, the upper part of which is formed by slurry dipping to form an outer layer, then degreased and baked under nitrogen gas pressure to form a resistance heating element 2, a lead wire 3, and a connection wiring 5. I do. Thereafter, the outer periphery is ground, and the metallized composition is filled in the through-hole-shaped conductive holes by laser processing and baked in a vacuum heating furnace. A metallized layer 12 is formed on the outer peripheral surface of the base 1 so as to cover the through-hole conductor 6. First, the first layer 15 is formed of at least one of V, Ti, Mo, and Mn, for example, Ti by sputtering, thermal spraying, or the like. Next, as a second layer 16, a paste produced by adding an acrylic binder and terpineol to Au / V is subjected to screen printing by screen printing, and then formed by baking at 1180 ° C. in a vacuum heating furnace. It was formed to a thickness of 10 μm. Further, an external connection terminal 14 is bonded thereon. This connection terminal 14 is a pad made of KOVAR alloy (6 * E-6
/ ° C), the Ni lead terminal 7 was joined by resistance welding, and the pad was placed on the metallized composition and brazed at 1000 ° C. At this time, the connection terminal 14 and the lead terminal 7 have been previously plated with platinum Pt, and the intervening layer 13 made of platinum exists at the metallized interface.

【0059】得られたセラミックヒータを室温から所定
の温度まで外部加熱によるサイクル試験を実施した。具
体的には、セラミックヒータの最高発熱部が1250℃
になる電圧を負荷し、外部加熱にて接続端子部4の温度
が500℃になるように設定した。温度は接続端子部4
に熱電対を埋め込んで測定した。サイクル条件は2分O
N、1分OFFとした。実施例1〜6では、メッキによ
る介在層13は存在せず、実施例7〜11において介在
層13が形成される。
The obtained ceramic heater was subjected to a cycle test by external heating from room temperature to a predetermined temperature. Specifically, the maximum heating part of the ceramic heater is 1250 ° C.
And the temperature of the connection terminal portion 4 was set to 500 ° C. by external heating. Temperature is the connection terminal 4
The measurement was performed with a thermocouple embedded in the sample. Cycle condition is 2 minutes O
N, OFF for 1 minute. In Examples 1 to 6, the intervening layer 13 formed by plating does not exist, and the intervening layer 13 is formed in Examples 7 to 11.

【0060】こうして得られた窒化ケイ素セラミックヒ
ータの実験結果を表1に示す。表1における実施例2〜
11は、実施例1と同様な手法で製造し、実験を行っ
た。比較例1〜9でもまた、上述の実施例1と同様な手
順で製造し、実験を行った。
Table 1 shows the experimental results of the silicon nitride ceramic heater thus obtained. Example 2 in Table 1
No. 11 was manufactured in the same manner as in Example 1, and an experiment was performed. Comparative Examples 1 to 9 were also manufactured in the same procedure as in Example 1 described above, and an experiment was performed.

【0061】[0061]

【表1】 [Table 1]

【0062】表1における「なし」は、Ptから成る介
在層13が形成されていないことを表す。メタライズ層
12の第2層16はAu/Niの出発組成の重量比wt
%を示す。厚みの単位はいずれもμm。断面写真より実
測にて判定する。熱膨張は室温より500℃の値を示
す。熱膨張率の単位は*E−6/℃である。析出Ni量
は断面の顕微鏡写真より画像処理にて判定し、vol%
に換算した値である。耐久性能はサイクル数と抵抗変化
2%の値を示す。この抵抗変化はヒータ全体抵抗に対す
る割合である。表1における「メタ不良」は、メタライ
ズ層12が形成されなかったことを表す。「メタライズ
剥がれ」は、メタライズ層12が基体1から剥離したこ
とを表す。
"None" in Table 1 indicates that the intervening layer 13 made of Pt was not formed. The second layer 16 of the metallization layer 12 has a weight ratio wt of the starting composition of Au / Ni.
%. The unit of thickness is μm. Judge by actual measurement from the cross-sectional photograph. Thermal expansion shows a value of 500 ° C. from room temperature. The unit of the coefficient of thermal expansion is * E-6 / ° C. The amount of precipitated Ni was determined by image processing from a micrograph of the cross section, and expressed as vol%
It is the value converted to. The durability shows the value of the number of cycles and the resistance change of 2%. This resistance change is a ratio to the overall resistance of the heater. “Meta failure” in Table 1 indicates that the metallized layer 12 was not formed. “Metallized peeling” indicates that the metallized layer 12 has been peeled from the substrate 1.

【0063】実施例12,13 図9に示すように円柱形セラミックヒータを先ず製造す
る。ホットプレスにて焼成後樹脂モールドして円柱形に
研削し、スルーホール状導通孔を露出させた。このスル
ーホール導体6を覆って基体1の外周面に、メタライズ
層12を形成する。メタライズ層12として、Au/N
i/Vにアクリルバインダーとテルピネオールを添加し
て作製されたペーストをスクリーン印刷にて曲面印刷し
た後、真空加熱炉中にて1180℃にて焼き付けて形成
する。
Embodiments 12 and 13 A cylindrical ceramic heater is first manufactured as shown in FIG. After firing in a hot press, resin molding was performed, and the resultant was ground into a cylindrical shape to expose through-hole-shaped conduction holes. A metallized layer 12 is formed on the outer peripheral surface of the base 1 so as to cover the through-hole conductor 6. Au / N as metallization layer 12
A paste prepared by adding an acrylic binder and terpineol to i / V is subjected to screen printing by screen printing, and then baked at 1180 ° C. in a vacuum heating furnace.

【0064】さらに、その上に外部接続用接続端子14
を、図7に示されるようにして固定する。この接続端子
14は、KOVAR合金製パッドであり、ここにNiリ
ード線7を抵抗溶接にて接合させており、パッドをメタ
ライズ層12上に乗せて1000℃にてロウ付けする。
また白金から成るメッキが施され、介在層13が形成さ
れるものもある。各実施例12,13および比較例1
0,11において、Au/Ni混合比を変えたもの、ま
た、接続端子14の白金メッキ処理の有無品を作成し、
得られたヒータを室温から所定の温度まで外部加熱によ
るサイクル試験を実施例1と同様な方法で実施した。そ
のほかの構成と実験の状態は、前述の実施例1と同様で
ある。
Further, the connection terminal 14 for external connection is further provided thereon.
Is fixed as shown in FIG. The connection terminal 14 is a pad made of a KOVAR alloy, to which a Ni lead wire 7 is joined by resistance welding. The pad is placed on the metallized layer 12 and brazed at 1000 ° C.
In some cases, plating made of platinum is performed to form the intervening layer 13. Examples 12 and 13 and Comparative Example 1
At 0 and 11, the Au / Ni mixture ratio was changed, and the connection terminal 14 with or without platinum plating was prepared.
The obtained heater was subjected to a cycle test by external heating from room temperature to a predetermined temperature in the same manner as in Example 1. Other configurations and the state of the experiment are the same as those in the first embodiment.

【0065】実施例14,15 図9に示すように円柱形セラミックヒータを先ず製造す
る。ホットプレスにて焼成後樹脂モールドして円柱形状
に研削し、スルーホール状導通孔を露出させた。このス
ルーホール導体6を覆って基体1の外周面上にCVD
(化学的気相成長法)にてTi膜をスパッタリングして
メタライズ層12の第1層15を形成する。この第1層
15の上に、第2層16を形成する。第2層16は、A
uにアクリルバインダーとテルピネオールを添加して作
製されたペーストをスクリーン印刷にて曲面印刷した
後、真空加熱炉中にて1180℃にて焼き付けて形成さ
れる。
Embodiments 14 and 15 First, as shown in FIG. 9, a cylindrical ceramic heater is manufactured. After firing in a hot press, resin molding was performed, and the resultant was ground into a cylindrical shape to expose through-hole-shaped conductive holes. CVD covering the through-hole conductor 6 on the outer peripheral surface of the base 1
The first layer 15 of the metallized layer 12 is formed by sputtering a Ti film by (chemical vapor deposition). On this first layer 15, a second layer 16 is formed. The second layer 16 is made of A
After a paste produced by adding an acrylic binder and terpineol to u is screen-printed by screen printing, it is baked at 1180 ° C. in a vacuum heating furnace.

【0066】さらに、その上に外部接続用接続端子14
を、図7に示されるようにして固定する。この接続端子
14は、KOVAR合金製パッド(6*E−6/℃)で
あり、ここにNiリード線7を抵抗溶接にて接合させて
おり、パッドをメタライズ組成物上に乗せて1000℃
にてロウ付けする。接続端子14のメタライズ層12に
臨むパッド内面には、CVD法による白金スパッタが施
されて介在層13が形成される。各実施例14,15お
よび比較例12において、Au/Ni混合比を変えたも
の、また、接続端子の白金メッキ処理の有無品を作成し
た。
Further, the external connection terminal 14
Is fixed as shown in FIG. The connection terminal 14 is a pad made of a KOVAR alloy (6 * E-6 / ° C.), to which a Ni lead wire 7 is joined by resistance welding, and the pad is put on a metallized composition to 1000 ° C.
Brazing with. The inner surface of the pad facing the metallized layer 12 of the connection terminal 14 is subjected to platinum sputtering by the CVD method to form the intervening layer 13. In each of Examples 14 and 15 and Comparative Example 12, products having a different Au / Ni mixing ratio, and products with or without platinum plating on the connection terminals were prepared.

【0067】得られたヒータを室温から所定の温度まで
外部加熱によるサイクル試験を実施例1と同様な方法で
実施した。
The obtained heater was subjected to a cycle test by external heating from room temperature to a predetermined temperature in the same manner as in Example 1.

【0068】表1の結果から明らかなように、本発明に
従い、接続端子上の熱膨張率が6*E−6/℃以下で、
かつ濡れ改善のための第1層を有する2層構造メタライ
ズ層12で、第2層16中のNi成分が20vol%以
下の試料を用いる実施例1〜15はいずれも電極の耐久
試験において、抵抗変化率が2%以下の保持サイクル数
が優れた値を示した。
As is evident from the results in Table 1, according to the present invention, the coefficient of thermal expansion on the connection terminals is 6 * E-6 / ° C. or less.
In each of Examples 1 to 15 using a sample in which the Ni component in the second layer 16 is 20 vol% or less in the two-layer metallized layer 12 having the first layer for improving the wetting, the resistance in the electrode durability test is all low. The number of holding cycles having a change rate of 2% or less showed an excellent value.

【0069】これに対して、メタライズ層12の第2層
16中のNi成分が20vol%よりも多い試料の比較
例1,2では、メタライズ層12中にクラックが発生
し、あるサイクル数にて急激な抵抗変化が認められた。
On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2 in which the Ni component in the second layer 16 of the metallized layer 12 was more than 20 vol%, cracks occurred in the metallized layer 12 and at a certain number of cycles. A sharp change in resistance was observed.

【0070】また、濡れ改善の第1層15を形成しない
試料を用いる比較例5,6においては、メタライズ層1
2の濡れ性が不充分であり、評価に至っていない。
In Comparative Examples 5 and 6 using samples in which the first layer 15 for improving wetting was not formed, the metallized layer 1
The wettability of No. 2 was insufficient, and the evaluation was not completed.

【0071】これに対し、白金コートの介在層13を有
してかつ第1層を有する2層構造メタライズでも、メタ
ライズ中のNiシリサイドが20vol%より多い試料
を用いる比較例7,8,10では、メタライズ中にクラ
ックが発生し、あるサイクル数にて急激な抵抗変化が認
められた。
On the other hand, even in the two-layer metallization having the platinum-coated intervening layer 13 and the first layer, Comparative Examples 7, 8, and 10 using a sample in which Ni silicide in the metallization is more than 20 vol% are used. Cracks occurred during metallization, and a sharp change in resistance was observed at a certain number of cycles.

【0072】さらに、かつ濡れ改善層を有する2層構造
メタライズであって、メタライズ層12中のNiシリサ
イドが15vol%より少ない比較例3,4,9,1
1,12では、第2層が鱗片状に剥がれ、耐久性能の劣
るものであった。
Comparative examples 3, 4, 9, and 1 in which the metallized layer 12 has a Ni-silicide content of less than 15 vol%.
In Nos. 1 and 12, the second layer was peeled off in a scale-like manner, and the durability was poor.

【0073】[0073]

【発明の効果】請求項1の本発明によれば、窒化ケイ素
セラミックスから成る基体の接続端子部付近におけるク
ラックを抑制し、これによって耐久性能を向上すること
ができるようになる。基体の外周面上に窒化ケイ素との
濡れ性を確保するために、V,Ti,Mo,Mnを主成
分とする濡れ改善の第1層を設けることで、第2層のロ
ウ付け時に悪影響を与えない滑らかなメタライズ面を得
ることができる。第1層の上に第2層を形成し、第2層
中のNiシリサイドの生成量を抑制することで、メタラ
イズ中への応力集中に伴うクラックの進展を制御して耐
久性能の劣化を防止して向上することができる。
According to the first aspect of the present invention, cracks in the vicinity of the connection terminal portion of the substrate made of silicon nitride ceramics can be suppressed, whereby the durability can be improved. In order to ensure wettability with silicon nitride on the outer peripheral surface of the substrate, a first layer for improving wetting containing V, Ti, Mo, and Mn as a main component is provided, so that adverse effects are caused when the second layer is brazed. A smooth metallized surface that is not given can be obtained. By forming a second layer on the first layer and suppressing the amount of Ni silicide generated in the second layer, crack progress due to stress concentration during metallization is controlled to prevent deterioration of durability performance. Can be improved.

【0074】接続端子には、窒化ケイ素質セラミックス
基体との熱膨張差が小さい、少なくともFe,Niを含
む合金製とし、昇温時の熱応力を緩和させることができ
る。
The connection terminal is made of an alloy containing at least Fe and Ni, which has a small difference in thermal expansion from the silicon nitride-based ceramic substrate, so that thermal stress at the time of temperature rise can be relaxed.

【0075】請求項2の本発明によれば、接続端子は、
窒化ケイ素質セラミックス基体との熱膨張差がさらに小
さいFe−Ni−Co合金を用いることによって、昇温
時の熱応力をさらに緩和させることができるようにな
る。
According to the second aspect of the present invention, the connection terminal is
By using an Fe—Ni—Co alloy having a smaller difference in thermal expansion from the silicon nitride ceramic substrate, thermal stress at the time of temperature rise can be further reduced.

【0076】請求項3の本発明によれば、外部接続用接
続端子のパッド内面に、白金などの介在層を設けること
によって、ロウ付け時の接続端子からNiの第2層への
拡散を防止し、メタライズの脆化を抑制でき、耐久性能
の劣化を防止することができる。
According to the third aspect of the present invention, the diffusion of Ni from the connection terminal to the second layer at the time of brazing is prevented by providing an intervening layer such as platinum on the inner surface of the pad of the connection terminal for external connection. However, embrittlement of metallization can be suppressed, and deterioration of durability performance can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の一形態の窒化ケイ素セラミック
ヒータにおける接続端子部4を示す軸線に直角な拡大断
面図である。
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view perpendicular to an axis showing a connection terminal portion 4 in a silicon nitride ceramic heater according to one embodiment of the present invention.

【図2】図1に示される接続端子部4を備える窒化ケイ
素セラミックヒータの全体の構成を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an overall configuration of a silicon nitride ceramic heater including the connection terminal portion 4 shown in FIG.

【図3】図2のセラミックヒータの一部を切欠いて示す
断面図である。
1. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of the ceramic heater of FIG.

【図4】図2のセラミックヒータの抵抗発熱体2形成部
(Y1−Y1)の横断面図である。
4 is a cross-sectional view of the resistance heating element 2 forming part of the ceramic heater of FIG. 2 (Y 1 -Y 1).

【図5】リード線3形成部(Y2−Y2)の横断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a lead wire 3 forming portion (Y 2 −Y 2 ).

【図6】接続端子部(Y3−Y3)の横断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a connection terminal (Y 3 -Y 3 ).

【図7】リード端子7と接続端子14とを示す断面図で
ある。
FIG. 7 is a sectional view showing a lead terminal 7 and a connection terminal 14.

【図8】メタライズ層12の簡略化した組織図である。FIG. 8 is a simplified organization diagram of the metallization layer 12.

【図9】本発明の実施の他の形態の断面図である。FIG. 9 is a sectional view of another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基体 2 抵抗発熱体 3 リード線 4 接続端子部 5 接続用配線 6 スルーホール導体 7 リード端子 12 メタライズ層 13 介在層 14 接続端子 REFERENCE SIGNS LIST 1 base 2 resistance heating element 3 lead 4 connection terminal 5 connection wiring 6 through-hole conductor 7 lead terminal 12 metallization layer 13 intervening layer 14 connection terminal

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 窒化ケイ素質セラミックスから成る棒状
基体内に、抵抗発熱体およびリード線を埋設し、基体の
外周部にリード線と電気的に接続された接続端子部を形
成した窒化ケイ素セラミックヒータにおいて、 接続端子部は、 (a)基体の外周面上に形成されるメタライズ層であっ
て、 リード線に接続され、V,Ti,Mo,Mnの少なくと
も1つを主成分として含む第1層と、 第1層上に形成され、Au,Niを主成分とし、Niシ
リサイドを5〜20vol%含む第2層とを有するメタ
ライズ層と、 (b)このメタライズ層の第2層上に形成される少なく
ともFe,Niを含む合金から成る接続端子と、 (c)接続端子に固定されるリード端子と、を具備する
ことを特徴とする窒化ケイ素セラミックヒータ。
1. A silicon nitride ceramic heater in which a resistance heating element and a lead wire are embedded in a rod-shaped substrate made of silicon nitride ceramics, and a connection terminal portion electrically connected to the lead wire is formed on an outer periphery of the substrate. In the above, the connection terminal portion is: (a) a first layer which is a metallized layer formed on the outer peripheral surface of the base, is connected to a lead wire, and contains at least one of V, Ti, Mo, and Mn as a main component. A metallized layer formed on the first layer and having a main layer of Au and Ni and containing 5 to 20 vol% of Ni silicide; and (b) a metallized layer formed on the second layer of the metallized layer. A connection terminal made of an alloy containing at least Fe and Ni, and (c) a lead terminal fixed to the connection terminal.
【請求項2】 接続端子は、Fe−Ni−Co合金であ
り、 その熱膨張率(室温〜500℃)が、6.0×10-6
℃以下であることを特徴とする請求項1記載の窒化ケイ
素セラミックヒータ。
2. The connection terminal is made of an Fe—Ni—Co alloy, and has a coefficient of thermal expansion (room temperature to 500 ° C.) of 6.0 × 10 −6 /.
The silicon nitride ceramic heater according to claim 1, wherein the temperature is lower than or equal to ° C.
【請求項3】 メタライズ層の第2層と接続端子との間
に、白金またはパラジウムから成る介在層が設けられる
ことを特徴とする請求項1または2に記載の窒化ケイ素
セラミックヒータ。
3. The silicon nitride ceramic heater according to claim 1, wherein an intervening layer made of platinum or palladium is provided between the second layer of the metallized layer and the connection terminal.
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