JP2003347013A

JP2003347013A - セラミックヒータ

Info

Publication number: JP2003347013A
Application number: JP2002153311A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Shimotsuru; 秀明下水流
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-05-28
Filing date: 2002-05-28
Publication date: 2003-12-05
Anticipated expiration: 2022-05-28
Also published as: JP3934993B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電極パッドの温度が従来に較べて高くなり、
電極パッドに関して、高い耐熱特性が要求されるように
なった。【解決手段】セラミックヒータに形成したリード部材７
を接合する電極パッドに複数の溝部を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用の空燃比
検知センサ加熱用ヒータや気化器用ヒータ、半田ごて用
ヒータなどに使用するセラミックヒータに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空燃比センサ加熱用ヒータ等
の自動車用のヒータとして図３（ａ）に示すようなセラ
ミックヒータ２１が多用されており、例えば、アルミナ
を主成分とするセラミック体２２中に、Ｗ、Ｒｅ、Ｍｏ
等の高融点金属からなる発熱抵抗体２３を内蔵し、電極
パッド２４を介してリード部材２７が接合されている
（特開平５−３４３１３号、特開平５−１６１９５５号
公報等参照）。

【０００３】上記円柱状のセラミックヒータを製造する
場合は、図３（ｂ）に示すようにセラミック芯材３０と
セラミックシート２８を用意し、セラミックシート２８
の一方面にＷ、Ｒｅ、Ｍｏ等の高融点金属のペーストを
印刷して発熱抵抗体２３と電極引出部２３ａを形成した
後、これらを形成した面が内側となるようにセラミック
シート２８を上記セラミック芯材３０の周囲に巻付け、
全体を焼成一体化することによりセラミックヒータ２１
としていた。

【０００４】セラミックシート２８上には、発熱抵抗体
２３に電極引出部２３ａが接続され、該電極引出部２３
ａの末端にスルーホール（不図示、以下同じ）が形成さ
れ裏面の電極パッド２４と該電極引出部２３ａが接続さ
れている。スルーホールには、必要に応じて導体ペース
トが注入される。

【０００５】そして、図３（ｃ）に示す電極パッド２４
部周辺の部分断面図のように、セラミックヒータ２１は
側面に露出した電極パッド２４の表面にはＮｉからなる
メッキ層２５が形成され、該メッキ層２５の表面にロウ
材２６を介してリード部材２７が接合され、このリード
部材２７から通電することにより発熱抵抗体２３が発熱
する仕組みである。

【０００６】また、上記ロウ材２６の酸化や硫化を防止
するため、ロウ材２６の表面にはＮｉからなるメッキ層
２５が形成されていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、排気ガ
ス規制が厳しくなるにつれ、酸素センサを早く作動させ
て、早く燃料と空気の比率（空燃比）を理想的な混合比
に調整しなければならない。そこで、酸素センサの立ち
上がり時間を短くするためにセラミックヒータ２１によ
り酸素センサを加熱するシステムが実施されている。

【０００８】特に、最近は、この立ち上がり時間をさら
に短くするために、セラミックヒータ２１の使用温度を
高くする傾向にある。一方、エンジン制御のエレクトロ
ニクス化により、エンジン周辺のスペースが手狭になる
傾向にあり、このため酸素センサが小型化する傾向にあ
り、セラミックヒータ２１の全長方向の距離が短くなる
傾向にある。

【０００９】このように、セラミックヒータ２１の全長
方向の距離が短くなると、図３（ａ）に示すように、本
来、電極パッド２４は、発熱抵抗体２３からの熱伝導の
影響を受けて温度が上がり、加熱冷却の温度サイクルに
よりロウ付け強度が劣化しないようにするためには、で
きる限り発熱抵抗体２３から離して配置させることが好
ましいが、上記小型化により次第に発熱抵抗体２３と近
接してくることとなる。

【００１０】ここで、セラミックヒータ２１をなすセラ
ミック体２８の熱膨張率は、材質がアルミナの場合７〜
８×１０^-6／℃であるのに対し、リード部材２７を電極
パッド２４に接合するロウ材２６の熱膨張率は１５〜２
２×１０^-6／℃と大きいため、セラミックヒータ２１使
用中に電極パッド２４付近の温度が高くなればなるほ
ど、この熱膨張率の差によって生じる熱応力の変化幅が
大きくなり、これにより、ロウ付け部が疲労し、リード
部材２７の接合強度が低下することが問題となってき
た。

【００１１】そこで、電極パッド２４に関して、高い耐
熱特性の材料を選択することも考えられるが、そのよう
な材料を選択するのも困難であり、仮に選択出来たとし
ても、高価で製造コストも上がってしまうという問題が
あった。

【００１２】本発明は上記の課題に鑑みて案出されたも
のであり、電極パッドの温度が高くなったとしても、電
極パッドの耐熱特性を向上させるとともに、使用中の熱
サイクルによるリード部材の接合強度を向上させたセラ
ミックヒータを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のセラミックヒー
タは、発熱抵抗体を内蔵して成るセラミック体の表面
に、前記発熱抵抗体に接続した電極パッドを形成し、該
電極パッドにロウ材を介してリード部材を接合してなる
セラミックヒータであって、少なくとも、前記電極パッ
ドに複数の溝部を形成したことを特徴とする。

【００１４】また、本発明のセラミックヒータは、前記
セラミック体を円柱状に形成するとともに、前記リード
部材は前記セラミック体の全長方向に略平行に接合さ
れ、かつ、前記電極パッドの溝部は前記リード部材に対
して略平行に形成されていることを特徴とする。

【００１５】なお、前記溝部は電極パッド表面に入るク
ラックを利用しても良い。

【００１６】また、前記溝部同士の間隔を０．１〜１．
５ｍｍとしても良い。

【００１７】このような改良を実施することにより、溝
部との実質的な接触面積が向上し、電極パッドにロウ材
を接合するリード部材の接合強度を向上させ、耐久性良
好なセラミックヒータを得ることが出来るものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明のセラミックヒータ
の実施形態を図面に基づいて説明する。

【００１９】図１は、本発明のセラミックヒータの一実
施形態を示すものであり、図１（ａ）はセラミックヒー
タ１の部分切り欠き斜視図であり、（ｂ）は、そのセラ
ミック体２部分の展開図である。

【００２０】本発明のセラミックヒータ1は、図１
（ａ）に示すようにセラミック体２中に発熱抵抗体３を
内蔵し、該発熱抵抗体３に通電する電極パッド４を上記
セラミック体２の表面に備え、上記電極パッド４にメッ
キ層５を形成するとともに、ロウ材６を介してリード部
材７が接合されている。また、セラミック体２は同図
（ｂ）に示すようにセラミックシート８の表面に、発熱
抵抗体３と電極引出部３ａが形成され、さらに、その裏
面側に形成される電極パッド４との間をスルーホール
（不図示）で接合した構造となっている。こうして準備
されたセラミックシート８をセラミック芯材１０に発熱
抵抗体３が内側になるように密着焼成することによって
発熱抵抗体３を内蔵したセラミックヒータ１を得ること
ができる。

【００２１】また、上記セラミックシート８は、アルミ
ナ質セラミックス、窒化珪素質セラミックス、窒化アル
ミニウム質セラミックス、炭化珪素質セラミックス等の
各種セラミックスからなり、特に、Ａｌ₂Ｏ₃を８８〜９
５重量％、ＳｉＯ₂を２〜７重量％、ＣａＯを０．５〜
３重量％、ＭｇＯを０．５〜３重量％、ＺｒＯ₂を１〜
３重量％からなるアルミナ質セラミックスを用いること
が好ましい。Ａｌ₂Ｏ₃含有量は８８重量％未満となる
と、ガラス質が多くなるため通電時のマイグレーション
が大きくなる恐れがある。一方、Ａｌ₂Ｏ₃含有量が９５
重量％を超えると、セラミック体２中に内蔵された発熱
抵抗体４の金属層内に拡散するガラス量が減少し、セラ
ミックヒータ１の耐久性が劣化する恐れがある。

【００２２】また、セラミック体２は、例えば外径が２
〜２０ｍｍ、長さが４０〜２００ｍｍ程度の円柱状で、
自動車の空燃比センサ加熱用のセラミックヒータ１とし
ては、外径が２〜４ｍｍ、長さが４０〜６５ｍｍとする
ことが好ましい。

【００２３】発熱抵抗体３は、発熱が起こる屈曲部３ｂ
と電極パッド４から通電する電極引出部３ａからなり、
この電極引出部３ａからセラミックシート８の厚み方向
に貫通したスルーホール９を介して電極パッド４に接続
されている。発熱抵抗体３の材料としては、Ｗ、Ｍｏ、
Ｒｅ等の高融点金属を主成分とするものであり、図１
（ａ）に示すように、屈曲部３ｂと電極引出部３ａが出
来る限り離れるようにセラミック体２の両端部側に位置
するように配置するのが好ましい。この理由は、セラミ
ックヒータ１の小型化に伴って、セラミック体２の全長
方向の距離が短くなってきたとしても、充分、屈曲部３
ｂから発熱による熱が電極パッド２４に伝わるのを緩和
させるためである。

【００２４】更に、図１（ｃ）に示すように発熱抵抗体
３のパターンに欠陥ｂが生じた場合、その欠陥部分の幅
ｔがパターン幅Ｔの１／２以下とすることが好ましい。
これは、上記欠陥の幅ｔがパターン幅Ｔの１／２を越え
ると、この部分で局部発熱し、発熱抵抗体３の抵抗値が
大きくなり耐久性が劣化するためである。このような欠
陥が発生する原因は、発熱抵抗体３をプリント形成する
時に、プリント製版にゴミが付着したためパターンが欠
けてしまったり、異物が混入し焼成時に焼失したりする
ことにより発生するものと思われる。プリントや密着工
程で、生のセラミックグリーンシート３を取り扱う工程
があるが、この工程の清浄度を向上させるとともに、万
一の欠陥の発生に関して、上記寸法以上の欠陥を取り除
くための検査工程の整備が重要である。

【００２５】また、自動車用のヒータとして用いる場合
には、上記発熱抵抗体３の発熱長さが３〜１５ｍｍとな
るようにすることが好ましい。この発熱長さが３ｍｍよ
り短くなると、通電時の昇温を早くすることができる
が、セラミックヒータ１の耐久性を低下させる。一方、
１５ｍｍより長くすると昇温速度が遅くなり、昇温速度
を早くしようとするとセラミックヒータ１の消費電力が
大きくなる。

【００２６】なお、上記発熱長さとは、図１（ｂ）で示
す発熱抵抗体３における往復パターンの部分の長さｆを
示す。この発熱長さｆは、用途により種々選択されるも
のである。

【００２７】電極パッド４は、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｅ等の高融
点金属を可塑剤や有機溶剤等により分散させた導電性ペ
ーストを焼き付け等により形成したメタライズ層からな
り、その表面にメッキ層５を形成しても良い。電極パッ
ド４にメッキ層５を形成することにより、ロウ材６の流
れを良くし、ロウ材６で接合する強度を向上させる作用
をなす。メッキ層５の材質としては、Ｎｉ、Ｃｒ、若し
くは、これらを主成分とする複合材料等からなり、１〜
５μｍの厚みで形成される。

【００２８】また、図２は電極パッド４の拡大図であ
る。図２に示したように、電極パッド４には溝部４ａが
形成されている。この溝部４ａを形成することにより、
ロウ材６が溝部８に入り込み、実質なロウ材６の接合面
積が増えるために接合強度を向上させ、リード部材７を
接合するロウ材６の引張強度を向上させることができ
る。特に、電極パッド４に熱サイクルが加わった後にリ
ード部材７の接合強度が低下するのを抑制できる。

【００２９】溝部４ａを形成する電極パッド４上の領域
としては、リード部材７と対向する領域が好ましい。こ
れにより、接合強度を更に向上させることができる。

【００３０】電極パッド４に形成する溝部４ａの方向は
限定するものではないが、特に、セラミックヒータ１の
全長方向に対して平行に形成することが好ましい。リー
ド部材７に働く応力は、図２（ｂ）の矢印に示すよう
に、リード部材７を電極パッド４から垂直に引っ張る応
力となる。この応力に対して、電極パッド４に溝４ａを
形成して電極パッド４の表面積を大きくすることによ
り、引張応力を緩和することができるからである。

【００３１】また、更に好ましくは、上記溝部４ａの間
隔ｇを０．１〜１．５ｍｍとする。この間隔ｇが０．１
ｍｍより小さいと、リード部材７による引張応力を支え
る電極パッド４の幅が狭いため使用中の熱サイクルによ
りリード部材７の引張強度が劣化しやすくなり、リード
部材７に作用する力を電極パッド４で支えるのが難しく
なり、引張強度が低下するので好ましくない。

【００３２】また、上記溝部４ａの間隔ｇが１．５ｍｍ
を越えると、リード線７に対向する電極パッド４の領域
の面積を上げる効果が小さくなるので、接合強度も下が
るため好ましくない。

【００３３】更に、電極パッド８の厚みは８０μｍ以下
とすることが好ましい。８０μｍを超えると電極パッド
８を構成する導電性粒子とセラミック体２の熱膨張差に
よる応力が大きくなるので、使用中の熱サイクルにより
疲労して電極パッド４のメタライズ強度が低下するため
である。また、電極パッド８の厚みが１０μｍ未満で
は、電極パッド８中の導電性粒子のモザイク構造が十分
形成されず、このため磁器中から拡散するガラスの拡散
による強化も不充分となり、リード部材７の引張強度が
弱くなってしまうので好ましくない。

【００３４】溝部４ａの形成は、電極パッド４をセラミ
ック体２にプリントする際に、そのパターンを形成する
製版に溝８ａとなる部分を形成することにより形成する
ことが好ましい。

【００３５】なお、溝部４ａは電極パッド４表面に入る
クラックを利用しても良い。このクラックによる溝部４
ａの形成方法としては、電極パッド４を形成する時に、
電極パッド４のバインダを硬めに調整し、円柱状に形成
されたセラミック体２の周囲にセラミックシート８を周
回密着する際に、電極パッド４の表面にセラミック体２
の全長方向に略平行にクラックが入るものである。これ
は、電極パッド４用の導電性ペースト中に添加する可塑
剤の量を減少させることによって、電極パッド４生成形
体の可撓性を減少させることにより調整することができ
る。クラックの方向については、必ずしもセラミック体
２の全長方向に平行なクラックを形成しなくても良い。

【００３６】また、電極パッド４を構成する高融点金属
からなる導電性粒子の平均粒径は１〜５μｍとすること
が好ましい。１μｍより小さいと電極パッド４の焼成収
縮がセラミック体２の焼成収縮より大きくなるのでセラ
ミック芯材との収縮差により電極パッド４に焼成時にク
ラックが入り、使用中の熱サイクルによりクラックが進
展してリード部材７の剥離強度が低下するので、好まし
くない。また、上記導電性粒子の平均粒径が５μｍより
大きいと導電性粒子同志の焼結が不充分となり、リード
部材７の引張強度が低下してしまうので好ましくない。

【００３７】メッキ層５は、リード部材７を電極パッド
４の表面にロウ材６で接合する際に、ロウ材６の流れを
良くし、接合強度を増すために形成される。膜厚として
は１〜５μｍが好ましい。メッキ層５の材質としては、
Ｎｉ、Ｃｒ、若しくはこれらを主成分とする複合材料を
使用することができる。

【００３８】ロウ材６としては、その材質をＡｕ、Ｃ
ｕ、Ａｕ−Ｃｕ、Ａｕ−Ｎｉ、Ａｇ、Ａｇ−Ｃｕ系のも
のが使用される。Ａｕ−Ｃｕを用いたロウ材６として
は、Ａｕ含有量が２５〜９５重量％としＡｕ−Ｎｉロウ
としてはＡｕ含有量が５０〜９５重量％とすると、ロウ
材６で接合する温度を１０００℃程度に設定でき、ロウ
材６で接合後の残留応力を低減できるので好ましい。ま
た、湿度が高い雰囲気中で使用する場合、Ａｕ系、Ｃｕ
系のロウ材６を用いた方がマイグレーションを発生しに
くくなるので好ましい。

【００３９】また、ロウ材６の表面には、更に、メッキ
層５を形成すると腐食からロウ材６を保護するために好
ましい。

【００４０】更に、電極パッド４の端部からロウ材６の
端部までの距離が少なくとも０．２ｍｍ以上あるように
することが好ましい。前記距離が０．２ｍｍ未満である
と、電極パッド４の端部がロウ材の収縮時に引っ張られ
て剥離しやすくなり、ロウ材６で接合する強度が低下す
るので、好ましくない。

【００４１】また、図２に示す電極パッド４に形成され
るスルーホール９の位置とロウ材６の端部６ａとの距離
を少なくとも０．２ｍｍ以上にすると、良好なロウ材６
で接合する強度を維持することができる。これにより、
メッキ層５の表面に形成したロウ材６が固化する際に大
きく収縮し、電極パッド４を剥がしてしまうというよう
な不具合を防止できるからである。

【００４２】リード部材７は、線状、平板状に形成さ
れ、材質として耐熱性が良好なＮｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ系合
金等の金属製の材料を使用することが好ましい。これに
より、発熱抵抗体３からの熱伝達により、リード部材７
の温度が上昇して劣化するのを有効に防止することがで
きる。また、リード部材７の材質としてＮｉやＦｅ−Ｎ
ｉ合金を使用する場合は、その平均結晶粒径を４００μ
ｍ以下とすることが好ましい。上記平均粒径が４００μ
ｍを越えると、使用時の振動および熱サイクルによりロ
ウ付け部近傍のリード部材７が疲労し、ロウ材６とリー
ド部材７の接合界面付近にクラックが発生しやすい。他
の材質についても、例えばリード部材７を形成する材質
の平均結晶粒径がリード部材７の厚みより大きくなる
と、ロウ材６とリード部材７の境界付近の粒界に応力が
集中してクラックが発生しやすいので好ましくない。

【００４３】なお、ロウ材６で接合するの際の熱処理
は、試料間のバラツキを小さくするためには、ロウ材６
の融点より十分余裕をとった高めの温度で熱処理する必
要があるが、リード部材７の平均結晶粒径を４００μｍ
以下と小さくするためには、ロウ材６で接合するの際の
温度をできるだけ下げ、処理時間を短くすればよい。

【００４４】次に、図１（ｂ）の展開斜視図を用いて、
本発明に用いられるセラミックヒータ１の製造方法を説
明する。

【００４５】まず、セラミックシート８に電極引出部３
ａと電極パッド４を接続するためのスルーホール９を作
製し、スル-ホール９の中にＷ、Ｍｏ、Ｒｅ等の高融点
金属からなる導電性粒子を主成分とする導体を充填し、
その後セラミックシート８の表面に、発熱抵抗体３と電
極引出部３ａを形成する。

【００４６】そして、その裏面側にプリントや転写等の
手法を用いて電極パッド４を形成する。こうして準備し
たセラミックシート８をセラミック芯材１０の表面に、
発熱抵抗体３が内側になるように積層密着したのち１５
００〜１６５０℃の還元雰囲気中で焼成することにより
セラミック体２を形成する。

【００４７】そしてさらに、電極パッド４の表面に電界
メッキ法や無電界メッキ法によりメッキ層５を形成した
後、メッキ層５上にリード部材７をロウ材６で接合し、
接合したリード部材７とロウ材６の全領域にメッキ層５
を形成することでセラミックヒータ１が形成される。

【００４８】

【実施例】（実験例１）Ａｌ₂Ｏ₃を主成分とし、ＳｉＯ
₂、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＺｒＯ₂を合計１０重量％になるよ
うに調整した乾燥後のセラミックシート８を準備し、こ
の表面に発熱抵抗体３を形成した。具体的には、Ｗ−Ｒ
ｅを用い発熱長さ５ｍｍで４往復のパターンとなるよう
に形成する屈曲部２３ｂとＷからなる電極引出部３ａと
をプリントした。

【００４９】次に、セラミックシート８の裏面に電極パ
ッド４をプリント形成した。そして、Ｗからなる電極引
出部３ａの末端にスルーホール９を形成し、ここにＷを
有機溶剤および可塑剤に分散させた導電性ペーストを注
入する事により電極パッド４と電極引出部３ａ間の導通
をとった。

【００５０】スルーホール９の位置は電極パッド４上に
形成した。そして、発熱抵抗体３の表面にセラミックシ
ート８と略同一の成分からなるコート層を形成して充分
乾燥した後、さらに前記セラミックシート８と略同一の
組成のセラミックスを分散させた積層液を塗布して、こ
うして準備したセラミックシート８をセラミック芯材２
の周囲に巻回し、１５００〜１６００℃で焼成すること
により、セラミック体２を得た。

【００５１】この時、予め、電極パッド４に溝部４ａが
形成できるように加工した雌型を有するプリント製版を
用いて、以下の表１に示すように電極パッド４の表面
に、溝部４ａを０．０５〜２．０ｍｍの間隔で形成した
ものであって、セラミック体２の周方向に形成した資料
１及び全長方向に平行に形成した資料Ｎｏ．２〜７と、
クラックを形成した資料Ｎｏ．９とを準備した。

【００５２】資料Ｎｏ．９のクラックとしては、電極パ
ッド４を形成するインク用に、バインダとしてエチルセ
ルロースを、可塑剤としてＤＢＰを重量比で１０：１と
なるようにして調整し、さらに溶剤を添加して粘度調整
したものを準備し、更にミックシート８上にプリント形
成し、このようにして準備したセラミックシート８をセ
ラミック芯材１０の周囲に周回密着して形成した。

【００５３】このようにして生じさせたクラックを双眼
顕微鏡にて観察すると、複数のクラックが全長方向に略
平行に生じていた。

【００５４】また、比較例として溝部４ａを形成しない
Ｎｏ．８を作製して、これとの耐久性の変化を確認し
た。

【００５５】但し、この時、全資料（１〜９）の電極パ
ッド４の厚みは３０μｍに統一した。

【００５６】

【表１】

【００５７】その後、電極パッド４上に無電界メッキ法
によりＮｉからなるメッキ層５を形成し、リード部材７
をロウ材６によりメッキ層５上に接合し、さらに、これ
らの上に無電界メッキ法によりＮｉからなるメッキ層５
を形成した。このようにしてセラミックヒータ１を作製
した。

【００５８】このセラミックヒータ１のそれぞれに６０
０℃×２００時間の連続耐久テストをした後、電極パッ
ド４の温度を常温から４００℃間を３分加熱、３分冷却
の評価を行い、連続耐久テスト３０００回後のリード部
材７の引張強度をプッシュプールゲージにて測定し、耐
久テスト前のリード部材７における引張強度と比較し
た。なお、評価基準としては、リード部材７の引張強度
が３０Ｎ以上であるものは◎、２０Ｎ以上３０Ｎ未満の
ものは○、１０Ｎ以上２０Ｎ未満のものは△、１０Ｎ未
満のものは×とした。

【００５９】これらの結果を、表１に示した。

【００６０】

【表２】

【００６１】表２から判るように、溝部４ａを形成しな
かったＮｏ．８は、耐久テスト後の引張強度が２０Ｎ以
下と低くなった。これに対し、溝部４ａを形成したＮ
ｏ．１〜７は、２０Ｎ以上の引張強度を示した。特に、
全長方向に平行に形成した溝部４ａの間隔を０．１〜
１．５ｍｍとしたＮｏ．２〜６は、耐久テスト後のリー
ド部材７の引張強度が３０〜５０Ｎと高くなることが判
った。

【００６２】（実験例２）セラミックヒータ１に形成す
る電極パッド４の厚みを１０〜８０μｍと変化させる以
外は実験例１の資料Ｎｏ．４と同様の構成にしてリード
部材７の耐久テスト後の引張強度を調査した。

【００６３】評価基準としては、リード部材７の引張強
度が３０Ｎ以上であるものは◎、２０Ｎ以上３０Ｎ未満
のものは○、１０Ｎ以上２０Ｎ未満のものは△、１０Ｎ
未満のものは×とした。

【００６４】これらの結果を表３に示す。

【００６５】

【表３】

【００６６】表３から判るように、何れも１０Ｎ未満の
ものは無かったが、電極パッド４の厚みが１０μｍのＮ
ｏ．１０は、耐久テスト後のリード部材７の引張強度が
２６Ｎと低くなっていた。このＮｏ．１０は、電極パッ
ド４の厚みが薄いため、引張強度が弱まっているものと
推察した。

【００６７】また、厚みが８０μｍのＮｏ．１６は、引
張強度が２８Ｎと低くなっていた。このＮｏ．１６は、
電極パッド４の厚みが６０μを越えるため、Ｗを主成分
とする電極パッド４とセラミック体２の熱膨張差が、引
張強度を低下させたものと推察した。

【００６８】これに対し、上記厚みを２０〜６０μｍと
したＮｏ．１１〜１５は耐久テスト後の引張強度が３０
Ｎ以上と良好な引張強度を示した。

【００６９】

【発明の効果】本発明によれば、発熱抵抗体を内蔵して
成るセラミック体の表面に、前記発熱抵抗体に接続した
電極パッドを形成し、該電極パッドにロウ材を介してリ
ード部材を接合してなるセラミックヒータにおいて、少
なくとも、前記電極パッドのリード部材と対向する領域
に複数の溝部を形成したために、接合面積が向上して電
極パッドにロウ材で接合したリード部材が耐久後に剥離
することなく、耐久性良好なセラミックヒータを提供で
きるものである。

【００７０】また、前記セラミック体を円柱状に形成す
るとともに、前記リード部材は前記セラミック体の全長
方向に略平行に接合され、かつ、前記電極パッドの溝部
は前記リード部材に対して略平行に形成したために、リ
ード部材に働く剥離応力に対する接合長さが増加して電
極パッドにロウ材で接合したリード部材が耐久後に剥離
することなく、耐久性良好なセラミックヒータを提供で
きるものである。

【００７１】さらに、前記溝部を電極パッド表面に入る
クラックに置き換えても、上述と同様な効果を有するも
のである。

【００７２】また、前記溝部同士の間隔を０．１〜１．
５ｍｍとすることにより、使用中の熱サイクルに対し
て、リード部材の引張強度低下を抑制できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明のセラミックヒータの斜視図
であり、（ｂ）はその展開斜視図であり、（ｃ）は、発
熱抵抗体パターンの拡大図である。

【図２】（ａ）は、本発明のセラミックヒータの電極パ
ッドの拡大図であり、（ｂ）はリード部材に作用する応
力を示す模式図である。

【図３】（ａ）は、従来のセラミックヒータの斜視図で
あり、（ｂ）はその展開斜視図であり、（ｃ）はそのリ
ード部材ロウ付け部の断面図である。

【符号の説明】

１：セラミックヒータ２：セラミック体３：発熱抵抗体４：電極パッド５：メッキ層６：ロウ材７：リード部材８：セラミックシート１０：セラミック芯材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 3/18 Ｇ０１Ｎ 27/46 ３２５Ｚ 3/48 Ｆ０２Ｍ 31/12 ３０１Ｋ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発熱抵抗体を内蔵して成るセラミック体
の表面に、前記発熱抵抗体に接続した電極パッドを形成
し、該電極パッドにロウ材を介してリード部材を接合し
てなるセラミックヒータにおいて、前記電極パッドに複数の溝部を形成したことを特徴とす
るセラミックヒータ。
【請求項２】前記セラミック体を円柱状に形成すると
ともに、前記リード部材は前記セラミック体の全長方向
に略平行に接合され、かつ、前記電極パッドの溝部は前
記リード部材に対して略平行に形成されていることを特
徴とする請求項１記載のセラミックヒータ。
【請求項３】前記溝部は電極パッド表面に入るクラッ
クであることを特徴とする請求項１又は２記載のセラミ
ックヒータ。
【請求項４】前記溝部同士の間隔を０．１〜１．５ｍｍ
に形成したことを特徴とする請求項１〜３記載のセラミ
ックヒータ。