JP2010501988A

JP2010501988A - 発熱体

Info

Publication number: JP2010501988A
Application number: JP2009525920A
Authority: JP
Inventors: カール，ベルナー
Original assignee: Epcos AG
Current assignee: TDK Electronics AG
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2010-01-21
Also published as: CN101507350A; US20090212041A1; EP2057864B1; US8373100B2; EP2057864B9; KR101465809B1; WO2008025348A1; EP2057864A1; DE102006041054A1; KR20090043590A

Abstract

ＰＴＣ特性を有するセラミック本体（１）を含んでなる発熱体が提案される。前記発熱体は前記セラミック本体（１）に配置された電極（２，３）を有している。前記セラミック本体も前記電極も共に無鉛である。

Description

たとえば文献、米国特許第４，８９９，０３２号明細書から、セラミックＰＴＣ抵抗体からなる発熱体が知られている。

解決さるべき課題は、環境を損なわない発熱体を提案することである。
ＰＴＣ特性を有するセラミック本体を含んでなる発熱体が提案される。前記発熱体は前記セラミック本体に配置された電極を有している。ＰＴＣとは、正の温度係数を表す。前記セラミック本体も前記電極も共に無鉛である。

本提案になる発熱体により、重金属の処理・処分と関連した環境負荷を大幅に回避することが可能である。

前記発熱体は自動車に使用する場合、１２／２４／４２Ｖ運転にて、好ましくは、特にディーゼル車両（乗用車、トラック、実用車両）ならびにガソリン運転車両の車内空間の暖房に使用することが可能である。好ましくは、複数の同じ発熱体が１枚の共通の支持体上に配置され、互いに導電結合されて、１基の暖房装置に編成される。

前記セラミック本体は焼結される。前記セラミック本体を製造するため、鉛添加剤なしのセラミック原料が使用される。前記セラミック原料は好ましくはＢａＴｉＯ_３を含んでいる。前記セラミック原料は、１実施態様において、（たとえばチタン酸バリウムの他に）ＳｒＴｉＯ_３成分を含んでいる。別法として、前記本体はＳｒＴｉＯ_３を含まないものであってよい。

たとえば以下のセラミック組成、つまりＢａＴｉＯ_３５０〜８５％、ＣａＴｉＯ_３３〜１５％、ＳｒＴｉＯ_３〜５０％、ＳｉＯ_２１〜２％が有利であると見なされる。

前記電極または前記電極の部分層は好ましくは金属析出法にて作製される。前記金属析出法を例示すれば、スパッタリング、蒸着、電解析出、化学析出である。ただし、前記電極は金属ペーストの焼付けによって作製されてもよい。前記電極の厚さは、実施態様に応じ、２μｍ〜２５μｍであってよい。

前記電極は、有利な１実施態様において、母材として金属Ａｌを含んでいてよい。前記電極の前記母材にはガラス溶塊が添加されていてよい。ガラス溶塊の割合は好ましくは約５％である。Ａｌを母材として含むと共にガラス溶塊を添加剤として含んだ電極の厚さは好ましくは２０μｍである。

別法として、前記ガラス溶塊の添加を不要とすることができるため、前記電極はガラス添加剤を含まないものである。ガラス添加剤を含まないＡｌからなる電極の厚さは好ましくは４μｍである。

前記電極は、複数の部分層からなる多層体を有していてよい。前記多層体は特に、内側接点層として機能する基層と、拡散封止層とを有していてよい。前記内側接点層は前記セラミック本体の抵抗接点に使用される。接点層としては、たとえばＡｌ、クロムまたは亜鉛含有層が適切である。拡散封止層としてはニッケル層が適切であり、この層は、実施態
様に応じ、直接前記セラミック本体または前記接点層に被着されていてよい。前記多層体は好ましくは、その下にある層の導電率よりも高い優れた導電率を有する導電層（外側接点層）を含んでいてもよい。導電層としては、たとえば銀層または銀含有層が適切である。さらに、ここに挙げられていないその他の多層体も本提案になる発熱体の前記電極用に思料可能である。

焼付け法で作製される電極は、ガラス成分を有する焼付けペーストを用いて製造される。この種の電極の作製には、無鉛ガラス添加剤を含んだ金属ペーストが用いられる。前記金属ペーストはさらに、前記電極の焼付けに際して好ましくは完全に焼失される有機結合剤を含んでいる。

前記発熱体は好ましくは２つの主面を有している。好ましい１実施態様において、第１の主面には第１の電極が、第２の主面には第２の電極が配置されている。

前記発熱体は表面実装可能な素子として形成されていてよい。
前記発熱体の抵抗率はたとえば１０〜５００オームｃｍに設定されていてよい。ただし、抵抗率は前記の範囲に制限されるものではない。

上記提案になる発熱体を、正確な縮尺ではない概略的な図面を参照して説明する。図は以下を示す。

発熱体の断面を示す図である。多層電極を備えた発熱体の断面を示す図である。

図１に示した発熱体は、セラミック本体１、第１の電極２および第２の電極３からなる。電極２は本体１の下側主面に、電極３は上側主面にそれぞれ配置されている。本体１も電極２，３も共に無鉛である。

図２には、各々の電極が複数の層からなる、図１に示した発熱体の１変形態様が示されている。下側電極は、内側接点層２ａ、拡散封止層２ｂおよび外側接点層２ｃを有している。上側電極も同様に、内側接点層３ａ、拡散封止層３ｂおよび外側接点層３ｃを有している。

拡散封止層２ｂ，３ｂは接点層２ａ，３ａと２ｃ，３ｃとの間に配置されている。内側接点層２ａ，３ａは本体１と拡散封止層２ｂ，３ｂとの間に配置されている。

層２ａ，２ｂ，２ｃ，３ａ，３ｂ，３ｃはいずれも無鉛である。

１本体
２，３電極
２ａ，３ａ内側接点層
２ｂ，３ｂ拡散封止層
２ｃ，３ｃ外側接点層

Claims

ＰＴＣ特性を有するセラミック本体（１）と、
前記セラミック本体（１）に配置された電極（２，３）とを含んでなる発熱体であって、
前記セラミック本体（１）と前記電極（２，３）は無鉛である、発熱体。
前記セラミック本体（１）はＢａＴｉＯ_３を含んでいる、請求項１に記載の発熱体。
前記セラミック本体（１）はＳｒＴｉＯ_３を含んでいる、請求項１に記載の発熱体。
前記セラミック本体（１）はＳｒＴｉＯ_３を含まない、請求項１に記載の発熱体。
前記電極（２，３）は以下の方法つまりスパッタリング、蒸着、電解析出、化学析出、焼付けのいずれかによって被着された少なくとも１層を有している、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発熱体。
前記電極（２，３）はＡｌを含んでいる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発熱体。
前記電極（２，３）はそれぞれ、内側接点層（２ａ，３ａ）、拡散封止層（２ｂ，３ｂ）および外側接点層（２ｃ，３ｃ）からなる多層体を有している、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発熱体。
前記電極（２，３）はガラス成分を有している、請求項１〜７のいずれか１項に記載の発熱体。
前記電極（２，３）はガラス添加剤を含まない、請求項１〜７のいずれか１項に記載の発熱体。
前記セラミック本体（１）の第１の主面には第１の電極（２）が、前記セラミック本体の第２の主面には第２の電極（３）がそれぞれ配置されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の発熱体。
表面実装が可能な請求項１〜９のいずれか１項に記載の発熱体。