JP2018045920A - セラミックヒータ及びその製造方法。 - Google Patents
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Abstract
Description
前記発熱抵抗体は、メッシュ状又は箔状の金属体を含み、
前記発熱抵抗体の一部はさらにメッシュ状及び箔状の少なくとも一方からなる金属体が積層された状態で一体化された積層部を有することを特徴とする。
メッシュ状又は箔状の金属体を準備する工程と、
前記金属体の一部に、さらにメッシュ状又は箔状の金属体を重ね合わせて発熱抵抗体を作製する工程と、
前記発熱抵抗体をセラミックス粉末中に埋設し、ホットプレス焼結を行う工程と、を含むことを特徴とする。
以下、本発明の第1実施形態に係るセラミックヒータ100について図1、図2を参照して、説明する。
各内側要素22における第1要素221および第2要素222の数は任意に変更されてもよい。これは他の実施形態においても同様である。
第1接続部又は第2接続部が所望の電気抵抗値となるように積層部の形成に用いる金属体の厚みを設定することが好ましい。
以上の本発明のセラミックヒータは、本発明のセラミックヒータの製造方法により製造することができる。
工程Aは、メッシュ状又は箔状の金属体を準備する工程であり、既述のメッシュ状又は箔状の金属体を準備する。当該金属体の詳細は、本発明のセラミックヒータにおいて説明したのでここではその説明を省略する。なお、当該金属体は、最終的に発熱抵抗体となるものであり、所定の形状に加工する。
工程Bは、工程Aで準備した金属体の一部に、さらにメッシュ状又は箔状の金属体を重ね合わせて発熱抵抗体を作製する工程である。工程Bにより得られる発熱抵抗体は、既述の本発明のセラミックヒータにおいて説明した積層部となる発熱抵抗体である。つまり、重ね合わせる金属体は、既述の積層部の形成に用いる金属体である。そして、積層後において、所望の電気抵抗値となるように、積層部の形成に用いる金属体の厚みやメッシュの目開きを設定する。
金属ペーストとしては、モリブデン(Mo)又はタングステン(W)のペーストが好ましい。
工程Cは、工程Bで得た発熱抵抗体をセラミックス粉末中に埋設し、ホットプレス焼結を行う工程である。まず、セラミックス粉末を所定の型に充填して、加圧処理を施して円板状成形体を作製する。次いで、当該円板状成形体の上に、発熱抵抗体を載置して、続いて原料粉末を発熱抵抗体の上にさらに所定の厚さに充填して、再び加圧しながら、ホットプレス焼結を行う。
以下のようにして、図1〜図3に示すセラミックヒータを作製した。まず、Moからなるメッシュ(線径0.1mm、#50、平織り)を図2の破線で示す形状に裁断した。次いで、図2に示す中間要素24に相当する領域に対し、同一形状のMoメッシュ(線径0.1mm、#50、平織り)をMoペーストを介在させて積層し一体化した。これをAlN粉末中に埋設し、焼結温度1800℃、ホットプレスの圧力8MPaの条件で5時間保持し、ホットプレス焼結を行った。
中間要素24に相当する領域に対しMoメッシュを積層しなかったこと以外は実施例1と同様にしてセラミックヒータを作製した。
得られたセラミックヒータに対し、外部電源と給電端子4とを接続し、設定温度500℃で自動温度制御加熱を行い、設定温度に到達した30分後にIRカメラによりセラミックヒータの表面温度(特に接続部周辺の表面温度)の観察を行った。実施例1のセラミックヒータは優れた均温性が得られたのに対し、比較例1のものは、特に中間要素24の近傍の温度が高く、均温性に劣っていた。
Claims (6)
- セラミックス焼結体からなり、対象物が載置される載置面を有する基体と、前記基体に埋設されている発熱抵抗体とを備えるセラミックヒータであって、
前記発熱抵抗体は、メッシュ状又は箔状の金属体を含み、
前記発熱抵抗体の一部はさらにメッシュ状及び箔状の少なくとも一方からなる金属体が積層された状態で一体化された積層部を有することを特徴とするセラミックヒータ。 - 請求項1に記載のセラミックヒータにおいて、前記発熱抵抗体は、複数のゾーンのそれぞれに配置されている複数の発熱抵抗要素と、前記複数の発熱抵抗要素を互いに接続する第1接続部とを備え、前記第1接続部が前記積層部として形成されていることを特徴とするセラミックヒータ。
- 請求項1又は2に記載のセラミックヒータにおいて、前記発熱抵抗体は、所定のゾーンに配置された発熱抵抗要素、及び前記発熱抵抗体に電力を供給する給電端子と前記発熱抵抗要素とを接続する第2接続部を備え、前記第2接続部が前記積層部として形成されていることを特徴とするセラミックヒータ。
- 請求項3に記載のセラミックヒータにおいて、複数の前記発熱抵抗体が前記基体に埋設され、前記複数の発熱抵抗体は、外側のゾーンに配置された前記発熱抵抗要素を含む第1発熱抵抗体と、内側のゾーンに配置された前記発熱抵抗要素を含む第2発熱抵抗体とを備え、前記第1発熱抵抗体と、前記第2発熱抵抗体とは前記載置面からの距離が互いに異なることを特徴とするセラミックヒータ。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のセラミックヒータの製造方法であって、
メッシュ状又は箔状の金属体を準備する工程と、
前記金属体の一部に、さらにメッシュ状又は箔状の金属体を重ね合わせて発熱抵抗体を作製する工程と、
前記発熱抵抗体をセラミックス粉末中に埋設し、ホットプレス焼結を行う工程と、を含むことを特徴とするセラミックヒータの製造方法。 - 請求項5に記載のセラミックヒータの製造方法であって、
前記発熱抵抗体を作製する工程は、金属ペーストを介して前記金属体の一部にメッシュ状又は箔状の金属体を重ね合わせる工程であることを特徴とするセラミックヒータの製造方法。
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