JP2001519595A - 発熱体とその製造法 - Google Patents
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract
(57)【要約】
エアバッグ・システム点火用の、所定の抵抗値と大きな加熱速度とをもつ発熱体に関する。該発熱体を製造する本発明によれば、酸化アルミニウム・セラミックからなるベース体はガラスまたはガラス・セラミックのコーティングを備えている。必要ならば、そのコーティング表面はラップ仕上げと磨き仕上げされ得る。そのコーティング表面にはシルクスクリーン法によって大きな面積に樹脂酸金・パラジウムの層を設け、つづいて、その層をエッチング法により範囲内にくびれをもつ抵抗ストリップ（条片）とする。この抵抗ストリップの端部は、パラジウム含有量が所期の抵抗値に決定的である銀・パラジウム厚膜導体ペーストとシルクスクリーン法の間は接触させられる。その厚膜導体ペーストの乾燥と焼付けのあと、このように積層されたベース体は、抵抗層内のパラジウムが均等に配分され、安定した抵抗値がえられるまで、８５０℃〜９５０℃の温度で熱処理される。そのあと、次のはんが付け工程において抵抗条片での不良合金形成の危険を減少させるために、抵抗条片に面する銀・パラジウム接点辺にガラス仕切り状のはんだストップ・ダムがつくられる。
Description
【０００１】 本発明は、たとえばエアバッグ・システム用推薬点火に必要とされる大きな加
熱速度を特徴とし、所定の抵抗値をもつ発熱体の製造法に関するものである。
熱速度を特徴とし、所定の抵抗値をもつ発熱体の製造法に関するものである。
【０００２】 現在は抵抗線のついたような発熱体が製造されており、その場合、高い加熱速
度を得るため、その直径はきわめて小さいものが選ばれなければならない（約１
０μｍ）。所定の線長では特定の抵抗線にとって抵抗値は線断面積によってしか
変化させられない。しかし、広い抵抗値選択範囲がカバーされなければならない
から、線の加熱速度、制御性および組立て可能性については技術的限界にたちま
ち直面する。
度を得るため、その直径はきわめて小さいものが選ばれなければならない（約１
０μｍ）。所定の線長では特定の抵抗線にとって抵抗値は線断面積によってしか
変化させられない。しかし、広い抵抗値選択範囲がカバーされなければならない
から、線の加熱速度、制御性および組立て可能性については技術的限界にたちま
ち直面する。
【０００３】 米国特許第３,９９８,９８０号からは感熱プリンタ用の所定の抵抗値をもつ、
ピクセルエレメントのような厚膜抵抗体が知られており、それは熱障壁としての
結晶ガラスと重ねられたセラミック基材のうえにつくられるいくつかのプリント
層にまとめられていて、その抵抗体の厚みは１２.５μｍ〜２５４μｍの範囲に ある。抵抗材料としてはリテニウム酸ビスマス・ペースト系が使用されている。
プリント素子に必要な平らな抵抗表面をうるため抵抗体はラップ仕上げされ、そ
の際、ラップ仕上げ工程は各プリント層に、あるいはまた最終の工程段階として
も用いられる。ラップ仕上げ工程は抵抗値および抵抗温度係数の調整にも使われ
る。その後の焼戻し工程は、エージング中に抵抗増加をもたらすことのある、抵
抗膜内での微細亀裂の生成を避けるのに役立つものである。発熱体のこの実施形
態の不都合さは、抵抗体が薄膜構造ではなく、厚膜構成素子として実施されてい
ることであり、したがってその熱容量では特定の加熱速度以下とはなりえない。
ピクセルエレメントのような厚膜抵抗体が知られており、それは熱障壁としての
結晶ガラスと重ねられたセラミック基材のうえにつくられるいくつかのプリント
層にまとめられていて、その抵抗体の厚みは１２.５μｍ〜２５４μｍの範囲に ある。抵抗材料としてはリテニウム酸ビスマス・ペースト系が使用されている。
プリント素子に必要な平らな抵抗表面をうるため抵抗体はラップ仕上げされ、そ
の際、ラップ仕上げ工程は各プリント層に、あるいはまた最終の工程段階として
も用いられる。ラップ仕上げ工程は抵抗値および抵抗温度係数の調整にも使われ
る。その後の焼戻し工程は、エージング中に抵抗増加をもたらすことのある、抵
抗膜内での微細亀裂の生成を避けるのに役立つものである。発熱体のこの実施形
態の不都合さは、抵抗体が薄膜構造ではなく、厚膜構成素子として実施されてい
ることであり、したがってその熱容量では特定の加熱速度以下とはなりえない。
【０００４】 欧州特許０ ４７１ １３８ Ａ２からは所定の温度係数をもつ電気測定抵抗体 の製造法が知られており、そこでは酸化アルミニウム・セラミック基材に白金薄
膜がつけられ、つづけてそれのうえにシルクスクリーン法で樹脂酸白金・ロジウ
ム含有のプレパラートからなる膜がつくられ、その際にロジウム含有量は目標と
される温度係数に決定的な役目をもっている。積層された基板は、つくられた抵
抗膜のなかでロジュウムが均等に分散するまで、１０００℃〜１４００℃の範囲
で熱処理される。その膜のロジウム含有量は白金とロジウムの含有量の０.１％ 〜１２％の範囲にある。抵抗膜のロジウム含有量の変化によって白金合金ベース
の測定抵抗体の温度係数は１６００〜３８５０ｐｐｍ／Ｋの範囲で正確に調節さ
れうる。この方法は、抵抗膜の固有表面抵抗が正確に調整されないために実施さ
れていない。
膜がつけられ、つづけてそれのうえにシルクスクリーン法で樹脂酸白金・ロジウ
ム含有のプレパラートからなる膜がつくられ、その際にロジウム含有量は目標と
される温度係数に決定的な役目をもっている。積層された基板は、つくられた抵
抗膜のなかでロジュウムが均等に分散するまで、１０００℃〜１４００℃の範囲
で熱処理される。その膜のロジウム含有量は白金とロジウムの含有量の０.１％ 〜１２％の範囲にある。抵抗膜のロジウム含有量の変化によって白金合金ベース
の測定抵抗体の温度係数は１６００〜３８５０ｐｐｍ／Ｋの範囲で正確に調節さ
れうる。この方法は、抵抗膜の固有表面抵抗が正確に調整されないために実施さ
れていない。
【０００５】 国際公開ＷＯ９６／０１９８３Ａ１には、温度および／または電流を検出する
ためのセンサーの製造法が述べられているが、そこでは構成された抵抗膜のセン
サーが基板上につくられる。それは白金・ロジウム膜であって、焼戻しされた樹
脂酸白金・樹脂酸ロジウム混合物を成分としている。したがって、たとえば、樹
脂酸白金ペースト９９％とロジウム・ペースト１％から３５００ｐｐｍ／℃の温
度係数をもつ白金・ロジウム抵抗膜が実現される。この方法もまた、抵抗膜の固
有表面抵抗が正確に調整されないので実施されていない。
ためのセンサーの製造法が述べられているが、そこでは構成された抵抗膜のセン
サーが基板上につくられる。それは白金・ロジウム膜であって、焼戻しされた樹
脂酸白金・樹脂酸ロジウム混合物を成分としている。したがって、たとえば、樹
脂酸白金ペースト９９％とロジウム・ペースト１％から３５００ｐｐｍ／℃の温
度係数をもつ白金・ロジウム抵抗膜が実現される。この方法もまた、抵抗膜の固
有表面抵抗が正確に調整されないので実施されていない。
【０００６】 欧州特許０５７６０１７Ａ２からはインクジェット・プリントヘッド製造法が
知られているが、そこでは薄膜が発熱体をつくり、それは数マイクロ秒間に３０
０℃の温度まで加熱され、さらに室温まで冷却される。薄膜発熱体のための接触
面は樹脂酸金または樹脂酸白金のペーストでつくられる。これらの接触面ははん
だ付けできない。薄膜は樹脂酸ペーストからつくられ、それは、たとえば、ＷＮ
ｉ、ＺｒＣｒ、ＴａＩｒ、ＴａＦｅまたはＺｒＮｉのような金属合金をふくんで
いる。その重点は、インクとの互換性におかれており、反対に固有表面抵抗の変
動可能性は無視されている。
知られているが、そこでは薄膜が発熱体をつくり、それは数マイクロ秒間に３０
０℃の温度まで加熱され、さらに室温まで冷却される。薄膜発熱体のための接触
面は樹脂酸金または樹脂酸白金のペーストでつくられる。これらの接触面ははん
だ付けできない。薄膜は樹脂酸ペーストからつくられ、それは、たとえば、ＷＮ
ｉ、ＺｒＣｒ、ＴａＩｒ、ＴａＦｅまたはＺｒＮｉのような金属合金をふくんで
いる。その重点は、インクとの互換性におかれており、反対に固有表面抵抗の変
動可能性は無視されている。
【０００７】 ドイツ公開ＤＥ−ＯＳ−２０２００１６からは金属膜点火手段が知られている
が、それはガラスまたはセラミックでできた絶縁体上に形成されている。そのう
えにシルクスクリーン法により、たとえばパラジウム・パラジウム銀、パラジウ
ム・金、白金・銀、ニッケル・または銀・アルミニウムの厚膜導体ペーストで二
つの接触面がつくられ、それらは１０００℃と１１００℃との間の温度で燒結処
理される。つづいてタンタルまたは窒化タンタルの膜が蒸着されて、フォトリソ
グラフィー法で点火ブリッジに構成され、その際に両接触面の辺を重ねる。その
点火ブリッジの長さと幅は好ましくは５０μｍと１００μｍとの間で変化し、厚
みは０.２μｍと１.５μｍとの間で変化する。この方法の欠陥としては、二つの
異なる技術、すなわち厚膜技術（シルクスクリーン法）と薄膜技術（蒸着法）の
使用から生ずる高い技術費用が挙げられなければならない。さらには、点火ブリ
ッジ構成のためのフォトリソグラフィー工程は問題なしには適用されず、つくら
れる厚膜接触面は表面の平滑さがそこなわれる。このように平滑さがそこなわれ
ることにもとづいて、密着コピー法では露光不足になり、これは点火ブリッジ素
子の構造複製精度に不都合な影響をもつ。
が、それはガラスまたはセラミックでできた絶縁体上に形成されている。そのう
えにシルクスクリーン法により、たとえばパラジウム・パラジウム銀、パラジウ
ム・金、白金・銀、ニッケル・または銀・アルミニウムの厚膜導体ペーストで二
つの接触面がつくられ、それらは１０００℃と１１００℃との間の温度で燒結処
理される。つづいてタンタルまたは窒化タンタルの膜が蒸着されて、フォトリソ
グラフィー法で点火ブリッジに構成され、その際に両接触面の辺を重ねる。その
点火ブリッジの長さと幅は好ましくは５０μｍと１００μｍとの間で変化し、厚
みは０.２μｍと１.５μｍとの間で変化する。この方法の欠陥としては、二つの
異なる技術、すなわち厚膜技術（シルクスクリーン法）と薄膜技術（蒸着法）の
使用から生ずる高い技術費用が挙げられなければならない。さらには、点火ブリ
ッジ構成のためのフォトリソグラフィー工程は問題なしには適用されず、つくら
れる厚膜接触面は表面の平滑さがそこなわれる。このように平滑さがそこなわれ
ることにもとづいて、密着コピー法では露光不足になり、これは点火ブリッジ素
子の構造複製精度に不都合な影響をもつ。
【０００８】 エアバッグ・システム推薬点火素子のためには、容器内設置という基準にもと
づいて発熱体の長さがあたえられる。したがって、その抵抗条片の抵抗値の増大
は、所定の膜厚では、条片幅の減少によってのみ可能である。条片幅の減少には
、推薬の確実な点火のため伝熱用の最少抵抗面積を下回ってはならないという限
界がある。
づいて発熱体の長さがあたえられる。したがって、その抵抗条片の抵抗値の増大
は、所定の膜厚では、条片幅の減少によってのみ可能である。条片幅の減少には
、推薬の確実な点火のため伝熱用の最少抵抗面積を下回ってはならないという限
界がある。
【０００９】 本発明の課題は発熱体製造法を示すことであり、それによれば所定の膜強度を
もつ樹脂酸金・パラジウム抵抗膜は、パラジウム原子でのドーピングにより、所
望の固有面抵抗をもつ膜抵抗が３００ｍΩから約３Ωまでの範囲で調節できるよ
うに処理される。この課題は、本発明によれば請求の範囲第１項記載の特徴によ
り解決されている。
もつ樹脂酸金・パラジウム抵抗膜は、パラジウム原子でのドーピングにより、所
望の固有面抵抗をもつ膜抵抗が３００ｍΩから約３Ωまでの範囲で調節できるよ
うに処理される。この課題は、本発明によれば請求の範囲第１項記載の特徴によ
り解決されている。
【００１０】 本方法の望ましい実施形態では、基板として酸化アルミニウム・セラミックが
使われるが、鋼基材からの基板を用いることも可能である。これらの基板には、
熱絶縁または電気絶縁の中間膜としてガラスまたはガラス・セラミックの積層が
つくられ、その場合後者はＳｉＯ2、ＢａＯ、Ａｌ2Ｏ3および無機色素化合物か ら構成されるが、それらは、たとえば、Ｗ．Ｃ．Ｈｅｒａｅｕｓ社(Ｈａｎａｕ)
のＩＰ２１１という名称のペースト系、あるいはＨＥＲＡＴＡＰＥ Ｔ５または
Ｔ２１１という名称の焼かれていないセラミック箔として入手される。本発明の
根底にあるのは、樹脂酸抵抗膜の一様な膜製造および複製可能な湿化学[ウエッ ト]構成のためには、セラミックまたは鋼の基材のうえの熱障壁としてつくられ るガラスまたはガラス・セラミックの積層が、必要によってはラップ仕上げされ
、磨き仕上げされねばならないという認識である。この場合には、乾燥され、燒
結されたガラスまたはガラス・セラミック膜は鏡面状の表面になるまでずっとラ
ップ仕上げされ、磨き仕上げされる。そのあと基板に金・パラジウム薄膜抵抗積
層がシルクスクリーン法でつくられる。つくられるべきプレパラートは、合成樹
脂と有機結合剤の溶液中に分散させられた２２質量％の金と１質量％のパラジウ
ムからなる樹脂酸系が好ましく、それはＷ．Ｃ．Ｈｅｒａｅｕｓ社(Ｈａｎａｕ)
の名称ＲＰ ２６００１／５９として入手される。シルクスクリーン法で樹脂酸 膜を塗布されたあと、それは１００℃から１５０℃までの間の温度で乾燥させら
れ、つづいて８５０℃から９００℃までの間の温度で燒付けられ、その際に有機
溶媒は蒸発するか、燃焼する。この方法でつくられた膜は０.１μｍから１.５μ
ｍまでの範囲の厚みをもつ。つぎの段階で、抵抗膜は、たとえばウェット・エッ
チング法またはスパッタ・エッチングによって、条片(Bahn)くびれをもつ帯(Str
eifen)状に構成される。これに関連して、本発明の根底にあるのは、条片くびれ
の配置と広さによって、ピーク温度が抵抗条片の任意の位置と範囲であらわれる
よう、抵抗条片上の温度配分が特定目的にあわせて調節されうるという認識であ
る。膜の両端には外部接続用の接触域が設けられている。これらの接触域もまた
シルクスクリーン法でつくられ、そのためには異なるパラジウム含有量をもつ銀
・パラジウム導体ペーストがもちいられる（銀・パラジウム比は１.７：１と２ ６：１との間）。それは、たとえばＷ．Ｃ．Ｈｅｒａｅｕｓ社(Ｈａｎａｕ)のＣ
１２００シリーズの銀・パラジウム導体ペーストである。この銀・パラジウム接
触部でパラジウムによる抵抗条片ドーピングがおこなわれる。これに関連して、
本発明の根底にあるのは、樹脂酸金・パラジウムで構成される抵抗条片の抵抗値
は、異なるパラジウム含有量をもつ銀・パラジウム厚膜導体金属化物との接触に
より特定目的にあわせて調節されうるという認識である。銀・パラジウム導体ペ
ーストでのパラジウム含有量によって、焼戻し処理により抵抗条片の固有表面抵
抗は抵抗長１ｍｍあたり３１０ｍΩから３０Ωまでの範囲に調整される。すなわ
ち、膜厚は変更されずに薄膜抵抗体である金・パラジウム合金のパラジウム含有
量だけが変化させられる。より高いパラジウム含有量をもつ基本構成の樹脂酸金
・パラジウム・ペーストを製造することは技術的根拠から不可能である。
使われるが、鋼基材からの基板を用いることも可能である。これらの基板には、
熱絶縁または電気絶縁の中間膜としてガラスまたはガラス・セラミックの積層が
つくられ、その場合後者はＳｉＯ2、ＢａＯ、Ａｌ2Ｏ3および無機色素化合物か ら構成されるが、それらは、たとえば、Ｗ．Ｃ．Ｈｅｒａｅｕｓ社(Ｈａｎａｕ)
のＩＰ２１１という名称のペースト系、あるいはＨＥＲＡＴＡＰＥ Ｔ５または
Ｔ２１１という名称の焼かれていないセラミック箔として入手される。本発明の
根底にあるのは、樹脂酸抵抗膜の一様な膜製造および複製可能な湿化学[ウエッ ト]構成のためには、セラミックまたは鋼の基材のうえの熱障壁としてつくられ るガラスまたはガラス・セラミックの積層が、必要によってはラップ仕上げされ
、磨き仕上げされねばならないという認識である。この場合には、乾燥され、燒
結されたガラスまたはガラス・セラミック膜は鏡面状の表面になるまでずっとラ
ップ仕上げされ、磨き仕上げされる。そのあと基板に金・パラジウム薄膜抵抗積
層がシルクスクリーン法でつくられる。つくられるべきプレパラートは、合成樹
脂と有機結合剤の溶液中に分散させられた２２質量％の金と１質量％のパラジウ
ムからなる樹脂酸系が好ましく、それはＷ．Ｃ．Ｈｅｒａｅｕｓ社(Ｈａｎａｕ)
の名称ＲＰ ２６００１／５９として入手される。シルクスクリーン法で樹脂酸 膜を塗布されたあと、それは１００℃から１５０℃までの間の温度で乾燥させら
れ、つづいて８５０℃から９００℃までの間の温度で燒付けられ、その際に有機
溶媒は蒸発するか、燃焼する。この方法でつくられた膜は０.１μｍから１.５μ
ｍまでの範囲の厚みをもつ。つぎの段階で、抵抗膜は、たとえばウェット・エッ
チング法またはスパッタ・エッチングによって、条片(Bahn)くびれをもつ帯(Str
eifen)状に構成される。これに関連して、本発明の根底にあるのは、条片くびれ
の配置と広さによって、ピーク温度が抵抗条片の任意の位置と範囲であらわれる
よう、抵抗条片上の温度配分が特定目的にあわせて調節されうるという認識であ
る。膜の両端には外部接続用の接触域が設けられている。これらの接触域もまた
シルクスクリーン法でつくられ、そのためには異なるパラジウム含有量をもつ銀
・パラジウム導体ペーストがもちいられる（銀・パラジウム比は１.７：１と２ ６：１との間）。それは、たとえばＷ．Ｃ．Ｈｅｒａｅｕｓ社(Ｈａｎａｕ)のＣ
１２００シリーズの銀・パラジウム導体ペーストである。この銀・パラジウム接
触部でパラジウムによる抵抗条片ドーピングがおこなわれる。これに関連して、
本発明の根底にあるのは、樹脂酸金・パラジウムで構成される抵抗条片の抵抗値
は、異なるパラジウム含有量をもつ銀・パラジウム厚膜導体金属化物との接触に
より特定目的にあわせて調節されうるという認識である。銀・パラジウム導体ペ
ーストでのパラジウム含有量によって、焼戻し処理により抵抗条片の固有表面抵
抗は抵抗長１ｍｍあたり３１０ｍΩから３０Ωまでの範囲に調整される。すなわ
ち、膜厚は変更されずに薄膜抵抗体である金・パラジウム合金のパラジウム含有
量だけが変化させられる。より高いパラジウム含有量をもつ基本構成の樹脂酸金
・パラジウム・ペーストを製造することは技術的根拠から不可能である。
【００１１】 さらに本発明は、ベース体、熱絶縁層、およびその絶縁層上に配置された接触
部のついた構成済み抵抗膜をもつ、高い加熱速度の発熱体の製造法を創造してお
り、それは以下の諸段階によって解決されている。 ＊酸化アルミニウムまたは鋼基材上での熱絶縁層の実現のため、シルクスクリ
ーン法によりガラスまたはガラス・セラミック・ペースト（燒結温度は８５０℃
から１１００℃まで）をプリント（ｄｒｕｃｋｅｎ）すること。 ＊プリントされたペーストの乾燥（約１５０℃で）。 ＊ペーストの燒結。 ＊所望の全体膜厚がえられるまで平らなベース体上で上述の諸段階を反復する
こと。 ＊必要ならば（大きな表面粗さに対して）、燒結されたガラスまたはガラス・
セラミックの積層を鏡面状の表面がえられるまでラップ仕上げし、磨き仕上げす
ること。 ＊微細亀裂を生じさせる機械的応力の除去のため、ラップ仕上げされ、磨き仕
上げされたガラスまたはガラス・セラミック積層のついた基材を焼戻しすること
。 ＊シルクスクリーン法によってガラスまたはガラス・セラミック積層に樹脂酸
ペーストをプリントさせること。 ＊プリントされたペーストの乾燥（８０℃と１５０℃との間）。 ＊ペーストの燒結（８５０℃）。 ＊ウェット・エッチング法またはスパッタ・エッチングによる抵抗条片の構成
。 ＊ラップ仕上げされ、磨き仕上げされたガラスまたはガラス・セラミック積層
上で、シルクスクリーン法により、樹脂酸抵抗条片との接触用にパラジウム含有
ペーストをプリントすること。 ＊プリントされたペーストの乾燥（約１５０℃）。 ＊ペーストの燒結（８５０℃と９５０℃との間）。
部のついた構成済み抵抗膜をもつ、高い加熱速度の発熱体の製造法を創造してお
り、それは以下の諸段階によって解決されている。 ＊酸化アルミニウムまたは鋼基材上での熱絶縁層の実現のため、シルクスクリ
ーン法によりガラスまたはガラス・セラミック・ペースト（燒結温度は８５０℃
から１１００℃まで）をプリント（ｄｒｕｃｋｅｎ）すること。 ＊プリントされたペーストの乾燥（約１５０℃で）。 ＊ペーストの燒結。 ＊所望の全体膜厚がえられるまで平らなベース体上で上述の諸段階を反復する
こと。 ＊必要ならば（大きな表面粗さに対して）、燒結されたガラスまたはガラス・
セラミックの積層を鏡面状の表面がえられるまでラップ仕上げし、磨き仕上げす
ること。 ＊微細亀裂を生じさせる機械的応力の除去のため、ラップ仕上げされ、磨き仕
上げされたガラスまたはガラス・セラミック積層のついた基材を焼戻しすること
。 ＊シルクスクリーン法によってガラスまたはガラス・セラミック積層に樹脂酸
ペーストをプリントさせること。 ＊プリントされたペーストの乾燥（８０℃と１５０℃との間）。 ＊ペーストの燒結（８５０℃）。 ＊ウェット・エッチング法またはスパッタ・エッチングによる抵抗条片の構成
。 ＊ラップ仕上げされ、磨き仕上げされたガラスまたはガラス・セラミック積層
上で、シルクスクリーン法により、樹脂酸抵抗条片との接触用にパラジウム含有
ペーストをプリントすること。 ＊プリントされたペーストの乾燥（約１５０℃）。 ＊ペーストの燒結（８５０℃と９５０℃との間）。
【００１２】 本発明の望ましい実施形態を以下に図面中の数字を参照して詳細に説明する。
【００１３】 図１は、本発明の望ましい実施例による、高い加熱速度をもつ発熱体の断面図
を示ししている。
を示ししている。
【００１４】 発熱体（１００）は基材（１０１）を含み、それにはラップ仕上げされ、磨き
仕上げされたガラスまたはガラス・セラミック積層（１０２）をつけられること
ができ、そのうえには樹脂酸抵抗条片（１０３）が配置され、それははんだスト
ップダム（１０５、１０５’）を載せている厚膜導体条片金属化物（１０４、１
０４’）と接触させられている。基材（１０１）は、ある実施形態では、９６−
９９％の純度をもつ酸化アルミニウム・セラミックであり、その際の残部は他の
酸化物から成っている。基材上には、シルクスクリーン法によりＨＥＲＡＥＵＳ
社またはＥＳＬ社の商品であるペースト系のついたガラスまたはガラス・セラミ
ック積層（１０２）がつくられる。８５０℃の温度で燒結されうるペーストの使
用が好ましい。必要ならば、つづくラップ仕上げと磨き仕上げの工程によって積
層の表面粗さＲaは＞０.６μｍから＜０.１μｍに減少させられるが、これはそ のうえに抵抗条片（１０３）が細孔なしに、均一の膜厚でつくられうるためであ
る。このガラスまたはガラス・セラミック積層で発熱体のための熱障壁がつくら
れ、その際には以下の諸段階がおこなわれる。 ＊シルクスクリーン法により、酸化アルミニウム・セラミック基材上へのガラ
スまたはガラス・セラミックのペーストを約８０μｍの膜厚でプリントすること
。 ＊プリントされたペーストの、１５０℃での約１０分間の乾燥。 ＊最初の焼付けサイクルで１５μｍのガラスまたはガラス・セラミック積層厚
がえられるよう、乾燥されたペーストを温度８５０℃の連続加熱炉内で燒結する
こと。 ＊全体膜厚が約４５μｍになるまで、平らな基材のうえに上記初めの三段階を
反復すること。これはおよそ三連続工程を必要とする。 ＊必要ならば、表面粗さ＜０.１μｍがえられるまでのガラスまたはガラス・ セラミック積層のラップ仕上げと磨き仕上げ。 ＊高温で、好ましくは８５０℃で１時間、基材を焼戻すこと。
仕上げされたガラスまたはガラス・セラミック積層（１０２）をつけられること
ができ、そのうえには樹脂酸抵抗条片（１０３）が配置され、それははんだスト
ップダム（１０５、１０５’）を載せている厚膜導体条片金属化物（１０４、１
０４’）と接触させられている。基材（１０１）は、ある実施形態では、９６−
９９％の純度をもつ酸化アルミニウム・セラミックであり、その際の残部は他の
酸化物から成っている。基材上には、シルクスクリーン法によりＨＥＲＡＥＵＳ
社またはＥＳＬ社の商品であるペースト系のついたガラスまたはガラス・セラミ
ック積層（１０２）がつくられる。８５０℃の温度で燒結されうるペーストの使
用が好ましい。必要ならば、つづくラップ仕上げと磨き仕上げの工程によって積
層の表面粗さＲaは＞０.６μｍから＜０.１μｍに減少させられるが、これはそ のうえに抵抗条片（１０３）が細孔なしに、均一の膜厚でつくられうるためであ
る。このガラスまたはガラス・セラミック積層で発熱体のための熱障壁がつくら
れ、その際には以下の諸段階がおこなわれる。 ＊シルクスクリーン法により、酸化アルミニウム・セラミック基材上へのガラ
スまたはガラス・セラミックのペーストを約８０μｍの膜厚でプリントすること
。 ＊プリントされたペーストの、１５０℃での約１０分間の乾燥。 ＊最初の焼付けサイクルで１５μｍのガラスまたはガラス・セラミック積層厚
がえられるよう、乾燥されたペーストを温度８５０℃の連続加熱炉内で燒結する
こと。 ＊全体膜厚が約４５μｍになるまで、平らな基材のうえに上記初めの三段階を
反復すること。これはおよそ三連続工程を必要とする。 ＊必要ならば、表面粗さ＜０.１μｍがえられるまでのガラスまたはガラス・ セラミック積層のラップ仕上げと磨き仕上げ。 ＊高温で、好ましくは８５０℃で１時間、基材を焼戻すこと。
【００１５】 この熱処理によって、ガラスまたはガラス・セラミック積層で、つづいて樹脂
酸抵抗条片で微細亀裂の形成をひきおこしうる、ラップ仕上げと磨き仕上げから
生じた機械的応力が除去される。抵抗条片は、迅速な加熱動作のためには、わず
かな熱容量をもたなければならない。これは、わずかな固有熱容量をもつ金属化
膜の選択によってか、あるいは抵抗条片の小型化によって達成される。抵抗条片
（１０３）の製造には、樹脂酸金・パラジウムまたは樹脂酸金のペーストがもち
いられ、その際に以下の諸段階が守られる。 ＊加工されていないか、ラップ仕上げと磨き仕上げのなされたガラスまたはガ
ラス・セラミック積層に、シルクスクリーン法により樹脂酸ペーストを膜厚約１
０μｍでプリントすること。 ＊プリントされたペーストの、１５０℃での約１０分間の乾燥。 ＊焼付けサイクルで約０.１μｍの金属化膜厚がえられるよう、ペーストを焼 付けること。 ＊ウェット・エッチング法またはスパッタ・エッチングによる抵抗条片の構成
。
酸抵抗条片で微細亀裂の形成をひきおこしうる、ラップ仕上げと磨き仕上げから
生じた機械的応力が除去される。抵抗条片は、迅速な加熱動作のためには、わず
かな熱容量をもたなければならない。これは、わずかな固有熱容量をもつ金属化
膜の選択によってか、あるいは抵抗条片の小型化によって達成される。抵抗条片
（１０３）の製造には、樹脂酸金・パラジウムまたは樹脂酸金のペーストがもち
いられ、その際に以下の諸段階が守られる。 ＊加工されていないか、ラップ仕上げと磨き仕上げのなされたガラスまたはガ
ラス・セラミック積層に、シルクスクリーン法により樹脂酸ペーストを膜厚約１
０μｍでプリントすること。 ＊プリントされたペーストの、１５０℃での約１０分間の乾燥。 ＊焼付けサイクルで約０.１μｍの金属化膜厚がえられるよう、ペーストを焼 付けること。 ＊ウェット・エッチング法またはスパッタ・エッチングによる抵抗条片の構成
。
【００１６】 本発明の根底には、樹脂酸金・パラジウムまたは樹脂酸金抵抗条片の抵抗値は
、銀・パラジウムをベースとした厚膜導体ペースト（１０４、１０４’）との接
触により、そのパラジウム含有量によって制御されうるという認識がある。これ
に関連して、以下の諸段階が守られなければならない。 ＊抵抗条片にかさねて(uberlappend)、シルクスクリーン法により銀・パラジ ウムまたはパラジウム・金の厚膜導体ペーストを膜厚約３０μｍでプリントする
こと。 ＊プリントされたペーストの、１５０℃での約１０分間の乾燥。 ＊接触用に膜厚約１５μｍがえられるよう、乾燥されたペーストを温度８５０
℃の連続加熱炉内で燒結すること。 ＊高温で、望ましくは８５０℃で約１時間基材を焼戻すこと。
、銀・パラジウムをベースとした厚膜導体ペースト（１０４、１０４’）との接
触により、そのパラジウム含有量によって制御されうるという認識がある。これ
に関連して、以下の諸段階が守られなければならない。 ＊抵抗条片にかさねて(uberlappend)、シルクスクリーン法により銀・パラジ ウムまたはパラジウム・金の厚膜導体ペーストを膜厚約３０μｍでプリントする
こと。 ＊プリントされたペーストの、１５０℃での約１０分間の乾燥。 ＊接触用に膜厚約１５μｍがえられるよう、乾燥されたペーストを温度８５０
℃の連続加熱炉内で燒結すること。 ＊高温で、望ましくは８５０℃で約１時間基材を焼戻すこと。
【００１７】 この焼戻しによって抵抗値の所望の変化、さらには安定がえられる。
【００１８】 この厚膜導体条片接点（１０４、１０４’）上には、必要ならば、ガラス・ペ
ーストによりはんだストップダム（１０５、１０５’）がつくられる。線接続の
はんだ付けの際には、はんだストップダムははんだとはんだ付け用フラックスに
よる抵抗条片の濡れを減少させなければならず、なぜならばその濡れで抵抗条片
の不良合金形成(Ablegieren)もしくは汚染がひきおこされうるからである。はん
だストップダムをつくるのには、以下の諸段階が守られなければならない。 ＊シルクスクリーン法により導体条片接点上に仕切り構造としてガラス・ペー
ストを膜厚約４０μｍでプリントすること。 ＊プリントされたペーストの、１５０℃での約１０分間の乾燥。 ＊接触用に膜厚約２５μｍがえられるよう、乾燥されたペーストを温度５００
℃〜６００℃の連続加熱炉内で燒結すること。
ーストによりはんだストップダム（１０５、１０５’）がつくられる。線接続の
はんだ付けの際には、はんだストップダムははんだとはんだ付け用フラックスに
よる抵抗条片の濡れを減少させなければならず、なぜならばその濡れで抵抗条片
の不良合金形成(Ablegieren)もしくは汚染がひきおこされうるからである。はん
だストップダムをつくるのには、以下の諸段階が守られなければならない。 ＊シルクスクリーン法により導体条片接点上に仕切り構造としてガラス・ペー
ストを膜厚約４０μｍでプリントすること。 ＊プリントされたペーストの、１５０℃での約１０分間の乾燥。 ＊接触用に膜厚約２５μｍがえられるよう、乾燥されたペーストを温度５００
℃〜６００℃の連続加熱炉内で燒結すること。
【００１９】 本発明は上述の実施例に限定されるものではない。ベース体（１０１）として
は、酸化アルミニウム・セラミックあるいはフェライト高温安定鋼が使用される
。ガラス・セラミック膜（１０２）は、シルクスクリーン法でつくられるだけで
はなく、ベース体のうえに「グリーンな」（焼かれていない）セラミック箔の形
態でも積層され、つづいて燒結される。ベース体として小さい熱伝導度のガラス
・セラミックまたはセラミック、たとえば酸化ジルコニウムや酸化マグネシウム
がすでに考えられているならば、ガラス／ガラス・セラミック膜をつくることは
断念されうる。しかし場合によって、その表面は表面粗さ＜０.１μｍになるま でラップ仕上げされ、磨き仕上げされる。
は、酸化アルミニウム・セラミックあるいはフェライト高温安定鋼が使用される
。ガラス・セラミック膜（１０２）は、シルクスクリーン法でつくられるだけで
はなく、ベース体のうえに「グリーンな」（焼かれていない）セラミック箔の形
態でも積層され、つづいて燒結される。ベース体として小さい熱伝導度のガラス
・セラミックまたはセラミック、たとえば酸化ジルコニウムや酸化マグネシウム
がすでに考えられているならば、ガラス／ガラス・セラミック膜をつくることは
断念されうる。しかし場合によって、その表面は表面粗さ＜０.１μｍになるま でラップ仕上げされ、磨き仕上げされる。
【図１】 本発明の望ましい実施例による、高い加熱速度をもつ発熱体の断面
図
図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5E028 AA10 BA11 BB01 EA23 JC02 JC11 5E032 AB10 BA11 BB01 CA12 CC06 CC14 CC18 TA06 【要約の続き】 ダムがつくられる。
Claims (10)
- 【請求項１】 ベース体（１０１）、 そのベース体（１０１）上に配置された構成抵抗膜（１０３）、 その抵抗条片（１０３）の両端に重ねておかれた接触面（１０４、１０４’）お
よび それら接触面（１０４、１０４’）上につくられた仕切り状はんだストップダム
（１０５、１０５’）を有し、 その抵抗条片（１０３）は樹脂酸金・パラジウムまたは樹脂酸金の膜であること
、および抵抗条片に重なっている接触面（１０４、１０４’）は銀・パラジウム
あるいはパラジウム・金厚膜導体条片金属化物からなることを特徴とする大きな
加熱速度をもつ発熱体（１００）。 - 【請求項２】 ベース体（１０１）が９６％から９９％までの酸化アルミ
ニウムと他の酸化物の残部からなることを特徴とする請求の範囲第１項記載の発
熱体（１００）。 - 【請求項３】 ベース体（１０１）が、高温安定ガラスもしくはガラス・
セラミック、または、たとえば酸化ジルコニウムのような、小さい熱伝導率をも
つセラミックからなっており、必要ならばその表面粗さがラップ仕上げと磨き仕
上げで＜０.１μｍとされることを特徴とする請求の範囲第１項記載の発熱体（ １００）。 - 【請求項４】 ベース体（１０１）上に熱障壁（１０２）がつくられ、そ
れはガラスまたはガラス・セラミック積層からなっていて、必要ならばその表面
粗さがラップ仕上げと磨き仕上げで＜０.１μｍとされることを特徴とする請求 の範囲第１項記載の発熱体（１００）。 - 【請求項５】 ベース体（１０１）が高温安定の低炭素クロム鋼からなっ
ていることを特徴とする請求の範囲第１項または第４項記載の発熱体（１００）
。 - 【請求項６】ベース体（１０１）と、熱障壁（１０２）と、その熱障壁（
１０２）上に配置され、くびれをもつか、もっていない構成済み抵抗膜（１０３
）と、その抵抗条片（１０３）の両端上に重ねて設置されている接触面（１０４
、１０４’）と、およびその接触面（１０４、１０４’）上につくられた仕切り
状はんだストップダム（１０５、１０５’）とを有する、推薬点火用の大きな加
熱速度をもつ発熱体（１００）を、以下の諸段階 ＊シルクスクリーン法による、酸化アルミニウム・セラミック基材上へのガラ
スまたはガラス・セラミックのペーストのプリント、 ＊プリントされたペーストの乾燥、 ＊乾燥されたペーストの燒結、 ＊所望の全体膜厚になるまでの平らな基材のうえでの前記初めの三段階の反復
、 ＊好ましくは、許容の表面粗さがえられるまでのガラスまたはガラス・セラミ
ック積層のラップ仕上げと磨き仕上げ、 ＊微細亀裂の生成を避けるための基材の焼戻し、 ＊シルクスクリーン法による、好ましくはラップ仕上げと磨き仕上げのなされ
たガラスまたはガラス・セラミック積層への金・パラジウムまたは金の抵抗樹脂
酸ペーストのプリント、 ＊プリントされたペーストの乾燥、 ＊樹脂酸ペースト膜の焼付け、 ＊ウェット・エッチング法またはスパッタ・エッチングによる抵抗膜の構成、 ＊シルクスクリーン法による、抵抗条片にかさねての導体ペーストのプリント
、 ＊プリントされたペーストの乾燥、 ＊乾燥されたペーストの燒結、 ＊抵抗値を特定目的にあわせて変化させ、そのあとでそれを安定させるための
基材の焼戻し、 ＊シルクスクリーン法による、導体条片接点上への仕切り構造としてのガラス
・ペーストのプリント、 ＊プリントされたペーストの乾燥、 ＊乾燥されたペーストの燒結、 で製造することを特徴とする発熱体（１００）の製造法。 - 【請求項７】 ガラス・セラミックまたはセラミックのペーストのかわり
に、酸化アルミニウム・セラミックあるいは鋼の基材上にシルクスクリーン法に
かわる積層法によってつくられる「グリーンな」（焼かれていない）ガラス・セ
ラミック箔が使用されること を特徴とする請求の範囲第６項記載の発熱体（１００）の製造法。 - 【請求項８】 抵抗膜のため２２質量％の金と１質量％のパラジウムを含
み、ペースト残部は有機物からなる樹脂酸金・パラジウム・ペーストが使用され
ることを特徴とする請求の範囲第６項または第７項記載の発熱体（１００）の製
造法。 - 【請求項９】 抵抗膜のため、１２質量％の金を含み、ペースト残部は有
機物からなる樹脂酸金ペーストが使用されることを特徴とする請求の範囲第６項
または第７項記載の発熱体（１００）の製造法。 - 【請求項１０】 パラジウム含有量が０から１００質量％の間にあり、残
部は銀または金、有機物、ガラス相および／あるいは酸化添加物に配分されてい
る、銀・パラジウムまたはパラジウム・金の厚膜導体ペーストが接触に使用され
ることを特徴とする請求の囲第８項または第９項記載の発熱体（１００）の製造
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