JP2001102161A - Ceramic heater - Google Patents

Ceramic heater

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JP2001102161A
JP2001102161A JP27588099A JP27588099A JP2001102161A JP 2001102161 A JP2001102161 A JP 2001102161A JP 27588099 A JP27588099 A JP 27588099A JP 27588099 A JP27588099 A JP 27588099A JP 2001102161 A JP2001102161 A JP 2001102161A
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JP
Japan
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ceramic heater
heating element
resistance heating
axial
component
Prior art date
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JP27588099A
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Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Kamiyama
達也 神山
Masahiro Tsuji
昌宏 辻
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Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
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Publication date
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  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramic heater for uniformly heating the matter around it with a sufficient amount of heat. SOLUTION: A ceramic heater comprises a core, insulating sheet coated on the core, and resistance heating body interposed between the core and insulating layer. The heating part of the resistance heating body consists of an axial component arranged in parallel with the axial direction, and radial component arranged perpendicularly to the axial direction, which are sequentially arranged in the peripheral direction so as to form a repeated pattern. The length of the axial component is equal to or longer than the radial component. The axial component is arranged in the peripheral direction with an almost same interval.

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、セラミック中に抵
抗発熱体を埋設したセラミックヒーターに関する。
The present invention relates to a ceramic heater having a resistance heating element embedded in ceramic.

【0002】[0002]

【従来の技術】芯材とこの芯材を巻包する絶縁層との間
に、高融点金属からなる抵抗発熱体が埋設されたセラミ
ックヒーターは、自動車用の酸素センサーやグローシス
テム等における発熱源として、また、半導体加熱用ヒー
ター及び石油ファンヒーター等の石油気化器用熱源等と
して、広範囲に使用されている。
2. Description of the Related Art A ceramic heater in which a resistance heating element made of a high melting point metal is embedded between a core material and an insulating layer surrounding the core material is used as a heat source in an oxygen sensor for automobiles, a glow system, and the like. As a heat source for oil vaporizers such as semiconductor heaters and oil fan heaters, it is widely used.

【0003】図7(a)は、この種のセラミックヒータ
ーの一例を模式的に示した斜視図であり、(b)は、
(a)図におけるA−A線断面図である。このセラミッ
クヒーターは、円柱形状の芯材31とこの芯材31に接
着層37を介して巻き付けられた絶縁層32との間に抵
抗発熱体33が埋設され、この抵抗発熱体33の端部が
絶縁層32の外側に設けられた外部端子34と接続さ
れ、外部端子34にリード線36が固定されて構成され
ている。
FIG. 7A is a perspective view schematically showing an example of this type of ceramic heater, and FIG.
(A) It is AA sectional drawing in a figure. In this ceramic heater, a resistance heating element 33 is embedded between a cylindrical core material 31 and an insulating layer 32 wound around the core material 31 via an adhesive layer 37, and the end of the resistance heating element 33 is An external terminal 34 provided outside the insulating layer 32 is connected, and a lead wire 36 is fixed to the external terminal 34.

【0004】この抵抗発熱体33の端部と外部端子34
とは、絶縁層32の外部端子34下に設けられたスルー
ホール(図示せず)を介して接続されている。そして、
外部端子34にリード線36を介して通電することによ
って、抵抗発熱体33が発熱する結果、ヒーターとして
機能する仕組みとなっている。また、抵抗発熱体33と
して機能する(a)図における左側部分が、コの字型お
よび左右逆のコの字型の状態に順次結合され、円周方向
に繰り返しパターンが形成されている。
An end of the resistance heating element 33 and an external terminal 34
Are connected via a through hole (not shown) provided below the external terminal 34 of the insulating layer 32. And
When a current is supplied to the external terminal 34 via the lead wire 36, the resistance heating element 33 generates heat, so that the resistance heating element 33 functions as a heater. In addition, the left side portion in FIG. 7A that functions as the resistance heating element 33 is sequentially coupled in a U-shape and an inverted U-shape in a left and right direction, and a repetitive pattern is formed in the circumferential direction.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、抵抗発
熱体33の軸方向に平行な成分は、(b)に示したよう
に、円周方向に等間隔で配列されておらず、絶縁層32
が途切れている部分の抵抗発熱体33の軸方向成分33
aと軸方向成分33bとの間の距離が長いため、セラミ
ックヒーターに電圧を印加した際、ヒーターの温度が円
周方向に均一にならない。すなわち、このセラミックヒ
ーターでは、絶縁層32が途切れている部分の温度が低
くなり、そのため、周囲の加熱対象物を均一な温度に加
熱するのが難しいという問題があった。
However, the components parallel to the axial direction of the resistance heating element 33 are not arranged at equal intervals in the circumferential direction as shown in FIG.
Axial component 33 of the resistance heating element 33 at the portion where
Since the distance between a and the axial component 33b is long, when a voltage is applied to the ceramic heater, the temperature of the heater does not become uniform in the circumferential direction. That is, in this ceramic heater, there is a problem that the temperature of the portion where the insulating layer 32 is interrupted becomes low, so that it is difficult to heat the surrounding heating target to a uniform temperature.

【0006】セラミックヒーターがこのような構成とな
っているのは、このセラミックヒーターに電圧を印加し
た際、軸方向成分33aと軸方向成分33bとの間の電
位差(電圧)が最も大きくなり、また、どちらかが陰極
となるため、両者の距離を短くして、その温度を高くす
ると、絶縁層中に含まれるMg2+、Ca2+等の多価のカ
チオンが陰極に引きつけられて移動する、いわゆるマイ
グレーションが生じてしまい、これに起因して抵抗発熱
体33が酸化されやすくなるからである。
The ceramic heater having such a structure is such that when a voltage is applied to the ceramic heater, the potential difference (voltage) between the axial component 33a and the axial component 33b becomes largest, and When either is used as a cathode, the distance between them is shortened and the temperature is increased, and polyvalent cations such as Mg 2+ and Ca 2+ contained in the insulating layer are attracted to the cathode and move. This is because so-called migration occurs, and the resistance heating element 33 is easily oxidized due to the migration.

【0007】本発明は、上記課題に鑑み、充分な発熱量
を有するとともに、円周方向に均一な温度帯域を形成
し、周囲の加熱対象物を均一な温度に加熱することがで
きるセラミックヒーターを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides a ceramic heater which has a sufficient heat generation amount, forms a uniform temperature zone in the circumferential direction, and can heat a surrounding object to be heated to a uniform temperature. The purpose is to provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、セラミックか
らなる芯材と、上記芯材を巻包するセラミックからなる
絶縁層との間に抵抗発熱体が埋設されたセラミックヒー
ターにおいて、上記抵抗発熱体の高温発熱部は、軸方向
に平行な軸方向成分と軸方向に垂直な円周方向成分とが
順次端部で結合して円周方向に繰り返しパターンを形成
し、上記軸方向成分の長さは、上記円周方向成分の長さ
と等しいかそれより長く、かつ、上記軸方向成分は円周
方向に、概ね等間隔で配列されていることを特徴とする
セラミックヒーターである。以下、本発明を詳細に説明
する。
According to the present invention, there is provided a ceramic heater having a resistance heating element embedded between a core material made of ceramic and an insulating layer made of ceramic surrounding the core material. The high-temperature heat-generating portion of the body has a structure in which an axial component parallel to the axial direction and a circumferential component perpendicular to the axial direction are sequentially joined at an end to form a pattern that is repeated in the circumferential direction, and the length of the axial component The ceramic heater is characterized in that the length is equal to or longer than the length of the circumferential component, and the axial components are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1(a)は、本発明のセラミッ
クヒーターを模式的に示した斜視図であり、(b)は、
(a)図におけるA−A線断面図である。また、図2
は、芯材の上に形成された抵抗発熱体及び端子を平面に
展開して示した展開図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1A is a perspective view schematically showing a ceramic heater of the present invention, and FIG.
(A) It is AA sectional drawing in a figure. FIG.
FIG. 4 is a development view showing a resistance heating element and terminals formed on a core material, which are developed on a plane.

【0010】図1に示したように、本発明のセラミック
ヒーター10は、円柱形状の芯材11の表面に抵抗発熱
体13及び端子14が設けられ、芯材11を巻包する絶
縁層12は、抵抗発熱体13及び端子14の全体を被覆
するように形成されている。
As shown in FIG. 1, a ceramic heater 10 according to the present invention is provided with a resistance heating element 13 and a terminal 14 on the surface of a columnar core material 11, and an insulating layer 12 wrapping the core material 11. , Are formed so as to cover the whole of the resistance heating element 13 and the terminal 14.

【0011】また、この端子14は、絶縁層12の切り
欠き部15において外側に露出し、この露出した端子1
4にろう材を介してリード線16が接続、固定されてい
る。また、図2に示したように、抵抗発熱体13は、非
発熱部13bと高温発熱部13aとから構成され、非発
熱部13bは、抵抗を低くして発熱を防止するために、
並列に形成された複数本のラインから構成されている。
The terminal 14 is exposed to the outside at the notch 15 of the insulating layer 12 and the exposed terminal 1
The lead wire 16 is connected and fixed to 4 via a brazing material. As shown in FIG. 2, the resistance heating element 13 includes a non-heating section 13b and a high-temperature heating section 13a. The non-heating section 13b has a low resistance to prevent heat generation.
It is composed of a plurality of lines formed in parallel.

【0012】そして、高温発熱部13aは、セラミック
ヒーター10の軸方向に平行な軸方向成分130と軸方
向に垂直な円周方向成分131とが順次端部で結合して
円周方向に繰り返しパターンを形成し、かつ、軸方向成
分130の長さaは、円周方向成分131の長さbより
長く設定されている。
The high-temperature heating portion 13a is formed by repeating an axial component 130 parallel to the axial direction of the ceramic heater 10 and a circumferential component 131 perpendicular to the axial direction at the ends in order, so that the pattern repeats in the circumferential direction. , And the length a of the axial component 130 is set to be longer than the length b of the circumferential component 131.

【0013】なお、軸方向成分130の長さaは、円周
方向成分131の長さbと同じに設定されていてもよ
い。しかし、軸方向成分130の長さaを、円周方向成
分131の長さbより短くすると、発熱領域の幅(面
積)が狭くなり、また、円周方向成分131が存在する
部分が主に加熱され、しかも、全体の長さも短くなるた
め、発熱量が少なくなり、加熱対象物を充分に加熱する
ことが困難となる。
Note that the length a of the axial component 130 may be set to be the same as the length b of the circumferential component 131. However, when the length a of the axial direction component 130 is shorter than the length b of the circumferential direction component 131, the width (area) of the heat generating region is reduced, and the portion where the circumferential direction component 131 exists is mainly Since the heating is performed and the entire length is also reduced, the calorific value is reduced, and it becomes difficult to sufficiently heat the object to be heated.

【0014】図1(b)は、芯材11の上に形成されて
いる抵抗発熱体13の軸方向成分130の断面を示した
ものであるが、この図に示しているように、軸方向成分
130は芯材11の外周部分に、概ね等間隔で配列され
ている
FIG. 1 (b) shows a cross section of the axial component 130 of the resistance heating element 13 formed on the core material 11, as shown in FIG. The components 130 are arranged on the outer peripheral portion of the core material 11 at substantially equal intervals.

【0015】このように、軸方向成分130を芯材11
の外周部分に等間隔で配列することにより、セラミック
ヒーター10の周囲の加熱対象物を均一な温度に加熱す
ることができる。
As described above, the axial component 130 is combined with the core material 11.
By arranging them at equal intervals on the outer periphery of the heater, the heating object around the ceramic heater 10 can be heated to a uniform temperature.

【0016】また、円周方向成分131の長さbを短く
して、芯材11の外周部分に形成される軸方向成分13
0の密度を高くすることにより、加熱幅が広くなるとと
もに、発熱量も大きくなり、高温に加熱することが可能
になる。
Further, the length b of the circumferential component 131 is shortened so that the axial component 13 formed on the outer peripheral portion of the core material 11 is reduced.
By increasing the density of 0, the width of heating is increased and the calorific value is also increased, making it possible to heat to a high temperature.

【0017】しかしながら、軸方向成分130を芯材1
1の外周部分に等間隔で配列することにより、図1
(b)に示したように、従来の場合と比べて端部の軸方
向成分130同士の距離lが短くなるが、絶縁層12を
マイグレーションが発生しにくい高純度の組成とするこ
とにより、マイグレーションの発生を防止することがで
きる。
However, the axial component 130 is
1 by arranging them at equal intervals on the outer periphery of FIG.
As shown in (b), the distance 1 between the axial components 130 at the ends is shorter than in the conventional case, but the insulating layer 12 has a high-purity composition in which migration is less likely to occur. Can be prevented from occurring.

【0018】上記セラミックヒーター10における芯材
11及び絶縁層12は、セラミックにより構成されてい
る。芯材11及び絶縁層12を構成するセラミックとし
ては特に限定されず、例えば、アルミナ、ジルコニア、
ムライト等の酸化物セラミック、窒化ケイ素、窒化アル
ミニウム等の窒化物セラミック、炭化ケイ素等の炭化物
等が挙げられる。
The core 11 and the insulating layer 12 in the ceramic heater 10 are made of ceramic. The ceramic constituting the core material 11 and the insulating layer 12 is not particularly limited. For example, alumina, zirconia,
Examples thereof include oxide ceramics such as mullite, nitride ceramics such as silicon nitride and aluminum nitride, and carbides such as silicon carbide.

【0019】これらのなかでは、Al23 、ムライ
ト、窒化ケイ素が好ましく、特に、Al 23 を主成分
とし、焼結助剤として、SiO2 を4重量%以下、Mg
Oを0.5重量%以下、CaOを1.2重量%以下含有
する密度率が96%以上のアルミナセラミックが好まし
い。
Among these, AlTwo OThree , Murai
And silicon nitride are preferred, and in particular, Al Two OThree The main component
And SiO 2 as a sintering aidTwo Less than 4% by weight of Mg
Contains 0.5% by weight or less of O and 1.2% by weight or less of CaO
Alumina ceramic with a density ratio of 96% or more is preferred.
No.

【0020】芯材11及び絶縁層12の密度率が96%
未満であったり、上記焼結助剤の量が上記範囲より大き
いと、開孔が存在する可能性が高くなり、また、これら
を構成するアルミナセラミックの粒界がマイグレーショ
ン等により劣化して、空孔が形成されやすくなるため、
長期間使用した場合に抵抗発熱体13が酸化されやすく
なる。なお、密度率とは、セラミックの理論密度に対す
る実際の焼結体の密度の比の百分率をいう。
The density ratio of the core material 11 and the insulating layer 12 is 96%
If the amount is less than the above range or if the amount of the sintering aid is larger than the above range, there is a high possibility that pores are present, and the grain boundaries of the alumina ceramic constituting these deteriorate due to migration or the like and become empty. Because holes are easily formed,
When used for a long time, the resistance heating element 13 is easily oxidized. The density ratio is a percentage of the ratio of the density of the actual sintered body to the theoretical density of the ceramic.

【0021】また、マイグレーションを防止するため
に、抵抗発熱体13の周囲の部分に10〜15μm程度
の厚さで、Ca2+、Mg2+等の多価のイオンとなる不純
物の含有量が少ない高純度の層を設けてもよい。この層
は、抵抗発熱体13と絶縁層12との間に設けてもよ
く、抵抗発熱体13と芯材11との間に設けてもよく、
抵抗発熱体13を挟むように、その両側に設けてもよ
い。この中間層は、少なくとも高温発熱部13aが存在
する領域に設ければよいが、非発熱部13bや端子14
が存在する領域にも、設けてもよい。
In order to prevent migration, the content of impurities such as Ca 2+ , Mg 2+, etc., which is polyvalent ions and has a thickness of about 10 to 15 μm is provided around the resistance heating element 13. A few high-purity layers may be provided. This layer may be provided between the resistance heating element 13 and the insulating layer 12, or may be provided between the resistance heating element 13 and the core material 11,
It may be provided on both sides of the resistance heating element 13 so as to sandwich it. This intermediate layer may be provided at least in a region where the high-temperature heat-generating portion 13a exists.
May also be provided in the area where the.

【0022】抵抗発熱体13及び端子14は、W、T
a、Nb、Ti、Mo、Re等の高融点金属により構成
されていることが望ましい。これらの高融点金属は、単
独で用いられたものであってもよく、2種以上が併用さ
れたものであってもよい。また、抵抗発熱体13及び端
子14は、これらにアルミナ等のセラミックが添加され
たものであってもよい。
The resistance heating element 13 and the terminal 14 are W, T
It is desirable to be made of a high melting point metal such as a, Nb, Ti, Mo, Re and the like. These refractory metals may be used alone or in combination of two or more. Further, the resistance heating element 13 and the terminal 14 may be formed by adding a ceramic such as alumina to them.

【0023】次に、上記セラミックヒーターの製造方法
について説明する。図3〜5は、このセラミックヒータ
ー10を製造する工程の一部を模式的に示した断面であ
り、いずれの図においても、(a)は断面図、(b)は
正面図である。
Next, a method of manufacturing the above ceramic heater will be described. 3 to 5 are cross-sectional views schematically showing a part of a process of manufacturing the ceramic heater 10, in which (a) is a cross-sectional view and (b) is a front view.

【0024】図3に示したように、まず、離型性を有す
るプラスチックフィルム21上に、接着剤層22を形成
し、続いて、抵抗発熱体13となる導体ペースト層23
aと端子14となる導体ペースト層23bとを形成す
る。接着剤層22を形成するのは、ヒーターを製造した
際、切り欠き部15から露出する部分の端子14を芯材
11にしっかりと接着させるためである。また、導体ペ
ースト層23aと導体ペースト層23bとは、しっかり
と接続されるようにお互いに接触させた状態で形成す
る。
As shown in FIG. 3, first, an adhesive layer 22 is formed on a plastic film 21 having releasability, and then a conductive paste layer 23 serving as the resistance heating element 13 is formed.
a and a conductive paste layer 23b to be the terminals 14 are formed. The reason why the adhesive layer 22 is formed is that when the heater is manufactured, the portion of the terminal 14 exposed from the cutout portion 15 is firmly bonded to the core material 11. The conductive paste layer 23a and the conductive paste layer 23b are formed in a state where they are in contact with each other so as to be firmly connected.

【0025】次に、図4に示したように、導体ペースト
層23aと導体ペースト層23bを覆うように、絶縁層
12となるグリーンシート24の層を形成する。このと
き、焼成後に切り欠き部が形成される部分の導体ペース
ト層23bは、グリーンシート24に覆われておらず、
露出している。
Next, as shown in FIG. 4, a layer of a green sheet 24 serving as the insulating layer 12 is formed so as to cover the conductive paste layers 23a and 23b. At this time, the portion of the conductive paste layer 23b where the notch is formed after firing is not covered with the green sheet 24,
It is exposed.

【0026】この後、図5に示したように、グリーンシ
ート24が下側にくるように図4に示した積層体20を
ひっくり返し、所定の台25の上に載置した後、例え
ば、台25に形成された貫通孔(図示せず)を介した空
気の吸引力等を利用して台25に固定し、プラスチック
フィルム21を剥離する。続いて、積層体20の上に芯
材11となる生成形体25を載置し、芯材11の周囲に
積層体20を巻き付けることにより、焼成用の原料成形
体を作製し、その後、所定の温度で焼成することによ
り、セラミックヒーター10を製造する。
Thereafter, as shown in FIG. 5, the laminate 20 shown in FIG. 4 is turned over so that the green sheet 24 is on the lower side, and is placed on a predetermined table 25. The plastic film 21 is peeled off by fixing it to the table 25 by using air suction force or the like through a through hole (not shown) formed in the table 25. Subsequently, the formed shaped body 25 to be the core material 11 is placed on the laminated body 20, and the laminated body 20 is wound around the core material 11, thereby producing a raw material molded body for firing. By firing at the temperature, the ceramic heater 10 is manufactured.

【0027】製造されたセラミックヒーター10は、充
分な発熱量を有し、また、抵抗発熱体13の軸方向成分
130が芯材11の外周に均一に配列されているため、
その周囲の加熱対象物を均一な温度に加熱することがで
きる。
The manufactured ceramic heater 10 has a sufficient calorific value and the axial components 130 of the resistance heating element 13 are uniformly arranged on the outer periphery of the core material 11.
The surrounding heating object can be heated to a uniform temperature.

【0028】[0028]

【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0029】実施例1 上記実施の形態において説明した方法を用い、図1に示
した構成のセラミックヒーター10で、抵抗発熱体13
の端部の軸方向成分130同士の距離l(図1(b)参
照)が1mmとなるものを製造した。このときの焼成温
度は、1600℃であった。また、製造されたセラミッ
クヒーター10の抵抗発熱体13は、Wを80重量%、
Reを17重量%、Al23を3重量%含有し、絶縁
層12は、その厚さが200μmで、Al23 を9
2.5重量%、焼結助剤として、SiO2 を5.8重量
%、MgOを0.5重量%、CaOを1.2重量%含有
し、その密度は3.70であった。
Example 1 Using the method described in the above embodiment, the ceramic heater 10 having the structure shown in FIG.
The distance l (see FIG. 1B) between the axial components 130 at the ends was 1 mm. The firing temperature at this time was 1600 ° C. The resistance heating element 13 of the manufactured ceramic heater 10 contains 80% by weight of W,
It contains 17% by weight of Re and 3 % by weight of Al 2 O 3 , and the insulating layer 12 has a thickness of 200 μm, and contains 9% of Al 2 O 3 .
2.5 wt%, as a sintering aid, a SiO 2 5.8 wt%, the MgO 0.5 wt%, the CaO contained 1.2 wt%, the density was 3.70.

【0030】得られたセラミックヒーター10を12V
の直流電源に接続して電流を流し、抵抗発熱体13の高
温発熱部13aの周囲6か所(p1 〜p6 、図1(b)
参照)の温度を熱電対により測定した。その結果、p1
〜p6 の温度は700±10℃の範囲内にあった。その
後、セラミックヒーター10に電流を流し続け、抵抗変
化率が10%になるまでの時間を測定したところ、90
00時間であった。
The obtained ceramic heater 10 was set to 12 V
And a current is supplied to the resistance heating element 13 at six locations (p 1 to p 6 , FIG. 1B) around the high-temperature heating portion 13 a.
) Was measured with a thermocouple. As a result, p 1
Temperature of ~p 6 was in the range of 700 ± 10 ° C.. Thereafter, current was continuously passed through the ceramic heater 10 and the time required for the resistance change rate to reach 10% was measured.
00 hours.

【0031】なお、抵抗変化率とは、下記の(1)式で
表される値である。 抵抗変化率(%)=(試験後の抵抗値−試験前の抵抗値)×100/(試験前の 抵抗値)・・・(1)
The resistance change rate is a value represented by the following equation (1). Resistance change rate (%) = (resistance value after test-resistance value before test) x 100 / (resistance value before test) ... (1)

【0032】実施例2 プラスチックフィルム21上に、接着剤層22及び導体
ペースト層23a、23bを形成した後、この上に中間
層となるグリーンシートを形成し、その上に絶縁層12
となるグリーンシート24を形成したほかは、実施例1
と同様にしてセラミックヒーター10を製造した。中間
層となるグリーンシートの大きさは、グリーンシート2
4と同じであった。また、焼成温度は、1600℃であ
った。
Example 2 After forming an adhesive layer 22 and conductive paste layers 23a and 23b on a plastic film 21, a green sheet as an intermediate layer is formed thereon, and an insulating layer 12 is formed thereon.
Example 1 except that a green sheet 24 was formed.
In the same manner as in the above, a ceramic heater 10 was manufactured. The size of the green sheet serving as the intermediate layer is green sheet 2
Same as 4. The firing temperature was 1600 ° C.

【0033】製造されたセラミックヒーター10の中間
層は、その厚さが15μmで、SiO 2 を0.1重量
%、MgOを0.05重量%、CaOを0.05重量%
含有する密度が3.70のアルミナセラミックからな
り、絶縁層12は、その厚さが200μmで、Al2
3 を92.5重量%、焼結助剤として、SiO2 を5.
8重量%、MgOを0.5重量%、CaOを1.2重量
%含有する密度が3.70のアルミナセラミックであっ
た。
In the middle of the manufactured ceramic heater 10
The layer is 15 μm thick and is made of SiO 2 Two The 0.1 weight
%, MgO 0.05% by weight, CaO 0.05% by weight
It is made of alumina ceramic with a density of 3.70.
The insulating layer 12 has a thickness of 200 μmTwo O
Three 92.5% by weight of SiO 2 as a sintering aidTwo To 5.
8% by weight, 0.5% by weight of MgO, 1.2% by weight of CaO
% Alumina ceramic with a density of 3.70
Was.

【0034】得られたセラミックヒーター10を12V
の直流電源に接続して電流を流し、抵抗発熱体13の高
温発熱部13aの周囲6か所(p1 〜p6 、図1(b)
参照)の温度を熱電対により測定した。その結果、p1
〜p6 の温度は700±20℃の範囲内にあった。次
に、このセラミックヒーターに電流を流し続け、抵抗変
化率が10%になるまでの時間を測定したところ、10
000時間であった。
The obtained ceramic heater 10 was set to 12 V
And a current is passed through the DC power supply, and six places (p 1 to p 6 , FIG. 1B) around the high-temperature heating portion 13 a of the resistance heating element 13.
) Was measured with a thermocouple. As a result, p 1
Temperature of ~p 6 was in the range of 700 ± 20 ° C.. Next, current was continuously passed through the ceramic heater, and the time until the resistance change rate became 10% was measured.
000 hours.

【0035】比較例1 絶縁層の組成が異なるほかは、実施例1と同様に構成さ
れたセラミックヒーターを製造した。このときの焼成温
度は、1600℃であった。また、製造されたセラミッ
クヒーター30の抵抗発熱体13の材質は実施例1の場
合と同様であり、絶縁層12は、その厚さが200μm
で、Al23 を94.0重量%、焼結助剤として、S
iO2 を4.0重量%、MgOを0.5重量%、CaO
を1.5重量%含有し、その密度は3.69であった。
Comparative Example 1 A ceramic heater having the same structure as in Example 1 except that the composition of the insulating layer was different was manufactured. The firing temperature at this time was 1600 ° C. The material of the resistance heating element 13 of the manufactured ceramic heater 30 is the same as that of the first embodiment, and the thickness of the insulating layer 12 is 200 μm.
94.0% by weight of Al 2 O 3 and S as a sintering aid
4.0% by weight of iO 2 , 0.5% by weight of MgO, CaO
And its density was 3.69.

【0036】得られたセラミックヒーター10を12V
の直流電源に接続して電流を流し、抵抗発熱体13の高
温発熱部13aの周囲6か所(p1 〜p6 、図1(b)
参照)の温度を熱電対により測定した。その結果、p1
〜p6 の温度は700±10℃の範囲内にあった。その
後、セラミックヒーター10に電流を流し続け、抵抗変
化率が10%になるまでの時間を測定したところ、60
00時間であった。
The obtained ceramic heater 10 was set to 12 V
And a current is passed through the DC power supply, and six places (p 1 to p 6 , FIG. 1B) around the high-temperature heating portion 13 a of the resistance heating element 13.
) Was measured with a thermocouple. As a result, p 1
Temperature of ~p 6 was in the range of 700 ± 10 ° C.. Thereafter, a current was continuously applied to the ceramic heater 10 and the time until the rate of change in resistance became 10% was measured.
00 hours.

【0037】この後、セラミックヒーターを抵抗発熱体
が存在する部分で切断し、その周囲のアルミナセラミッ
クの状態を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察した
ところ、空孔が多数形成されていた。これは、アルミナ
セラミック中のCa2+、Mg2+等のマイグレーションに
より生じたものと考えられる。
Thereafter, the ceramic heater was cut at the portion where the resistance heating element was present, and the state of the alumina ceramic around the ceramic heater was observed with a scanning electron microscope (SEM). As a result, many holes were formed. This is considered to be caused by migration of Ca 2+ , Mg 2+, etc. in the alumina ceramic.

【0038】比較例2 抵抗発熱体13の端部の軸方向成分130同士の距離l
(図1(b)参照)が2mmとなるように、抵抗発熱体
を形成したほかは、実施例1と同様にして図1に示した
構成のセラミックヒーター10を製造した。
Comparative Example 2 Distance l between axial components 130 at the end of resistance heating element 13
A ceramic heater 10 having the configuration shown in FIG. 1 was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the resistance heating element was formed so that the length of the resistance heating element was 2 mm (see FIG. 1B).

【0039】得られたセラミックヒーター10を12V
の直流電源に接続して電流を流し、抵抗発熱体13の高
温発熱部13aの周囲6か所(p1 〜p6 、図1(b)
参照)の温度を熱電対により測定した。その結果、p2
〜p6 の温度は700±20℃の範囲内にあったが、p
1 については、670℃と、その温度が低かった。
The obtained ceramic heater 10 was set to 12 V
And a current is passed through the DC power supply, and six places (p 1 to p 6 , FIG. 1B) around the high-temperature heating portion 13 a of the resistance heating element 13.
) Was measured with a thermocouple. As a result, p 2
~ P 6 was in the range of 700 ± 20 ° C.
For 1 , the temperature was 670 ° C., which was low.

【0040】上記実施例1〜2において示した温度測定
の結果より明らかなように、抵抗発熱体の軸方向成分
を、芯材の円周方向に等間隔で配列することにより、ヒ
ーターの周囲の温度を均一することができる。また、絶
縁層の成分を高純度なものとすることにより、あるい
は、高純度の中間層を設けることによって、Ca2+、M
2+等のマイグレーションを防止することができる。
As is evident from the results of the temperature measurement shown in Examples 1 and 2, the axial components of the resistance heating element are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the core material, thereby obtaining The temperature can be made uniform. In addition, by providing a high-purity component of the insulating layer or providing a high-purity intermediate layer, Ca 2+ , M
Migration of g 2+ or the like can be prevented.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明のセラミックヒーターによれば、
抵抗発熱体が上記のように構成されているので、充分な
発熱量を有するとともに、ヒーターの円周方向の温度が
均一となり、ヒーターの周囲の加熱対象物を均一な温度
に加熱することができる。
According to the ceramic heater of the present invention,
Since the resistance heating element is configured as described above, the heating element has a sufficient heat generation amount, and the temperature in the circumferential direction of the heater becomes uniform, so that a heating object around the heater can be heated to a uniform temperature. .

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

【図1】(a)は、本発明のセラミックヒーターの構造
を示す斜視図であり、(b)は、その断面図である。
FIG. 1A is a perspective view showing a structure of a ceramic heater according to the present invention, and FIG. 1B is a sectional view thereof.

【図2】本発明のセラミックヒーターを構成する抵抗発
熱体及び端子を平面状に展開して示した展開図である。
FIG. 2 is a developed view in which a resistance heating element and terminals constituting the ceramic heater of the present invention are developed in a plane.

【図3】(a)は、本発明のセラミックヒーターを製造
する際の一工程を模式的に示した断面図であり、(b)
は、正面図である。
FIG. 3A is a cross-sectional view schematically showing one step in manufacturing the ceramic heater of the present invention, and FIG.
Is a front view.

【図4】(a)は、本発明のセラミックヒーターを製造
する際の一工程を模式的に示した断面図であり、(b)
は、正面図である。
FIG. 4A is a cross-sectional view schematically showing one step in manufacturing the ceramic heater of the present invention, and FIG.
Is a front view.

【図5】(a)は、本発明のセラミックヒーターを製造
する際の一工程を模式的に示した断面図であり、(b)
は、正面図である。
FIG. 5A is a cross-sectional view schematically showing one step in manufacturing the ceramic heater of the present invention, and FIG.
Is a front view.

【図6】(a)は、本発明のセラミックヒーターを製造
する際の一工程を模式的に示した断面図であり、(b)
は、正面図である。
FIG. 6A is a cross-sectional view schematically showing one step in manufacturing the ceramic heater of the present invention, and FIG.
Is a front view.

【図7】(a)は、従来のセラミックヒーターの構造を
示す斜視図であり、(b)は、その断面図である。
FIG. 7A is a perspective view showing a structure of a conventional ceramic heater, and FIG. 7B is a sectional view thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 芯材 12 絶縁層 13 抵抗発熱体 14 端子 13a 高温発熱部 13b 非発熱部 130 軸方向成分 131 円周方向成分 15 切り欠き部 16 リード線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Core material 12 Insulating layer 13 Resistance heating element 14 Terminal 13a High temperature heating part 13b Non-heating part 130 Axial component 131 Circumferential component 15 Notch 16 Lead wire

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミックからなる芯材と、前記芯材を
巻包するセラミックからなる絶縁層との間に抵抗発熱体
が埋設されたセラミックヒーターにおいて、前記抵抗発
熱体の高温発熱部は、軸方向に平行な軸方向成分と軸方
向に垂直な円周方向成分とが順次端部で結合して円周方
向に繰り返しパターンを形成し、前記軸方向成分の長さ
は、前記円周方向成分の長さと等しいかそれより長く、
かつ、前記軸方向成分は円周方向に、概ね等間隔で配列
されていることを特徴とするセラミックヒーター。
1. A ceramic heater in which a resistance heating element is buried between a core material made of ceramic and an insulating layer made of ceramic surrounding the core material, wherein the high-temperature heating portion of the resistance heating element has a shaft. The axial component parallel to the direction and the circumferential component perpendicular to the axial direction are sequentially combined at the ends to form a pattern that repeats in the circumferential direction, and the length of the axial component is the length of the circumferential component. Equal to or longer than the length of
The ceramic heater is characterized in that the axial components are arranged at substantially equal intervals in a circumferential direction.
【請求項2】 少なくとも抵抗発熱体の高温発熱部と芯
材との間、及び/又は、少なくとも前記抵抗発熱体の高
温発熱部と絶縁層との間に、前記絶縁層よりも不純物の
少ない中間層が設けられている請求項1記載のセラミッ
クヒーター。
2. An intermediate layer having less impurities than the insulating layer at least between the high-temperature heating section of the resistance heating element and the core material and / or at least between the high-temperature heating section of the resistance heating element and the insulation layer. The ceramic heater according to claim 1, wherein a layer is provided.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018199094A1 (en) * 2017-04-26 2018-11-01 京セラ株式会社 Heater
WO2019004089A1 (en) * 2017-06-28 2019-01-03 京セラ株式会社 Heater

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018199094A1 (en) * 2017-04-26 2018-11-01 京セラ株式会社 Heater
JPWO2018199094A1 (en) * 2017-04-26 2019-06-27 京セラ株式会社 heater
CN110521279A (en) * 2017-04-26 2019-11-29 京瓷株式会社 Heater
CN110521279B (en) * 2017-04-26 2021-11-23 京瓷株式会社 Heating device
WO2019004089A1 (en) * 2017-06-28 2019-01-03 京セラ株式会社 Heater
JPWO2019004089A1 (en) * 2017-06-28 2020-01-09 京セラ株式会社 heater

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