JP3329726B2 - セラミックヒーターの製造方法 - Google Patents
セラミックヒーターの製造方法Info
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- JP3329726B2 JP3329726B2 JP07882998A JP7882998A JP3329726B2 JP 3329726 B2 JP3329726 B2 JP 3329726B2 JP 07882998 A JP07882998 A JP 07882998A JP 7882998 A JP7882998 A JP 7882998A JP 3329726 B2 JP3329726 B2 JP 3329726B2
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- Japan
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、セラミックス中
に抵抗発熱体を埋設したセラミックヒーターの製造方法
に関する。
に抵抗発熱体を埋設したセラミックヒーターの製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】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に、また半導体加熱用ヒータ
ー並びに石油ファンヒーター等の石油気化器用熱源とし
て、広範囲に使用されている。
センサーやグローシステムに、また半導体加熱用ヒータ
ー並びに石油ファンヒーター等の石油気化器用熱源とし
て、広範囲に使用されている。
【０００３】このセラミックヒーターは、図１に示すよ
うに、芯材20とこの芯材20に接着層21を介して巻き付け
た絶縁性シート22との間に抵抗発熱体13を埋設し、該抵
抗発熱体23の端部を絶縁性シート22の外側に設けた外部
端子24と接続して成る。この抵抗発熱体23の端部と外部
端子24とは、図１(b) に示すように、絶縁性シート22の
外部端子24下に設けたスルーホール25を介して接続され
ている。そして、外部端子24にリード線26から通電する
ことによって、抵抗発熱体23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。
うに、芯材20とこの芯材20に接着層21を介して巻き付け
た絶縁性シート22との間に抵抗発熱体13を埋設し、該抵
抗発熱体23の端部を絶縁性シート22の外側に設けた外部
端子24と接続して成る。この抵抗発熱体23の端部と外部
端子24とは、図１(b) に示すように、絶縁性シート22の
外部端子24下に設けたスルーホール25を介して接続され
ている。そして、外部端子24にリード線26から通電する
ことによって、抵抗発熱体23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。
【０００４】ここで、この種のセラミックヒーターの製
造方法の一例としては、図２に各工程を示すように、ま
ず同図(a) に示す、ドクターブレード法または押し出し
法によって成形した絶縁性グリーンシート22a に、同図
(b) に示すように、スルーホール25を形成し、その内部
に導体を充填する。次いで、同図(c) に示すように、導
体ペーストを所定パターンで印刷、そして乾燥して抵抗
発熱体23を形成してから、絶縁性グリーンシート22a を
反転し、同図(d) に示すように、裏面のスルーホール25
上に外部端子24を印刷後乾燥し、再度反転したのち、同
図(e) に示すように、抵抗発熱体23上に接着層21を印刷
後乾燥する。さらに、同図(f) に示すように、以上の処
理を施した絶縁性グリーンシート22a を接着層21が内側
になるように芯材20に巻き付け、その後焼成して同図
(g) に示す製品が得られる。
造方法の一例としては、図２に各工程を示すように、ま
ず同図(a) に示す、ドクターブレード法または押し出し
法によって成形した絶縁性グリーンシート22a に、同図
(b) に示すように、スルーホール25を形成し、その内部
に導体を充填する。次いで、同図(c) に示すように、導
体ペーストを所定パターンで印刷、そして乾燥して抵抗
発熱体23を形成してから、絶縁性グリーンシート22a を
反転し、同図(d) に示すように、裏面のスルーホール25
上に外部端子24を印刷後乾燥し、再度反転したのち、同
図(e) に示すように、抵抗発熱体23上に接着層21を印刷
後乾燥する。さらに、同図(f) に示すように、以上の処
理を施した絶縁性グリーンシート22a を接着層21が内側
になるように芯材20に巻き付け、その後焼成して同図
(g) に示す製品が得られる。
【０００５】図１に示した事例を含めて、セラミックヒ
ーターは、絶縁シートの裏側に抵抗発熱体を配置するの
が一般的であり、従って抵抗発熱体とこれに電流を導く
外部端子との間に絶縁シートが介在しているため、該絶
縁シートにスルーホールを形成して、抵抗発熱体と外部
端子とを連絡する必要がある。そのため、スルーホール
を形成し、そこに導体を充填する、などの工程が不可欠
になる。従って、セラミックヒーターの構成およびその
製造工程がともに複雑になることは避けられず、コスト
高の原因となっていた。
ーターは、絶縁シートの裏側に抵抗発熱体を配置するの
が一般的であり、従って抵抗発熱体とこれに電流を導く
外部端子との間に絶縁シートが介在しているため、該絶
縁シートにスルーホールを形成して、抵抗発熱体と外部
端子とを連絡する必要がある。そのため、スルーホール
を形成し、そこに導体を充填する、などの工程が不可欠
になる。従って、セラミックヒーターの構成およびその
製造工程がともに複雑になることは避けられず、コスト
高の原因となっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ここに、発明者らは、
従来対比で簡略化した構造のセラミックヒーターを、先
に特願平９−256723号明細書にて提案した。すなわち、
図３に示すように、芯材１とこの芯材１を被覆する絶縁
性シート２との間に抵抗発熱体３を埋設し、該抵抗発熱
体３の端部に接続した端子４を、絶縁性シート２の切欠
き５を介して外側に露出して成る、セラミックヒーター
である。この提案によって、従来は必須であった抵抗発
熱体と端子との間を連絡する、スルーホールの省略を可
能にした結果、セラミックヒーターの構造、さらには製
造工程の簡素化を実現したのである。
従来対比で簡略化した構造のセラミックヒーターを、先
に特願平９−256723号明細書にて提案した。すなわち、
図３に示すように、芯材１とこの芯材１を被覆する絶縁
性シート２との間に抵抗発熱体３を埋設し、該抵抗発熱
体３の端部に接続した端子４を、絶縁性シート２の切欠
き５を介して外側に露出して成る、セラミックヒーター
である。この提案によって、従来は必須であった抵抗発
熱体と端子との間を連絡する、スルーホールの省略を可
能にした結果、セラミックヒーターの構造、さらには製
造工程の簡素化を実現したのである。
【０００７】ところで、セラミックヒーターは、それを
大量に製造した場合に、特に簡素化した構造による効果
が際立って認められる。しかしながら、上記の提案にお
ける、当該セラミックヒーターの基本的な製造方法は、
いわゆる工業的規模での大量生産に対して必ずしも適合
するものではなかった。
大量に製造した場合に、特に簡素化した構造による効果
が際立って認められる。しかしながら、上記の提案にお
ける、当該セラミックヒーターの基本的な製造方法は、
いわゆる工業的規模での大量生産に対して必ずしも適合
するものではなかった。
【０００８】そこで、この発明では、当該セラミックヒ
ーターを工業的規模で有利に製造する方途について、提
案することを目的とする。
ーターを工業的規模で有利に製造する方途について、提
案することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、芯材とこの
芯材を被覆する絶縁性シートとの間に抵抗発熱体を埋設
し、該抵抗発熱体を外部端子と接続して成る、セラミッ
クヒーターを製造する方法であって、離型フィルム上に
おいて、導電ペーストを所定のパターンに印刷して抵抗
発熱体を形成し、該抵抗発熱体の端部に接続端子を印刷
し、次いで接続端子を除く抵抗発熱体上にセラミックス
ラリーを印刷して、抵抗発熱体及び接続端子が一体とな
った、絶縁性グリーンシートを形成し、その後、離型フ
ィルム上の絶縁性グリーンシートを、真空吸着にて離型
フィルムから剥離し、剥離後の絶縁性グリーンシート
を、その剥離面が表となる姿勢で加熱して軟化させてか
ら、該絶縁性グリーンシート上に芯材を載置し、該芯材
を転がして芯材にグリーンシートを巻き付けたのち、焼
成を行うことを特徴とするセラミックヒーターの製造方
法である。
芯材を被覆する絶縁性シートとの間に抵抗発熱体を埋設
し、該抵抗発熱体を外部端子と接続して成る、セラミッ
クヒーターを製造する方法であって、離型フィルム上に
おいて、導電ペーストを所定のパターンに印刷して抵抗
発熱体を形成し、該抵抗発熱体の端部に接続端子を印刷
し、次いで接続端子を除く抵抗発熱体上にセラミックス
ラリーを印刷して、抵抗発熱体及び接続端子が一体とな
った、絶縁性グリーンシートを形成し、その後、離型フ
ィルム上の絶縁性グリーンシートを、真空吸着にて離型
フィルムから剥離し、剥離後の絶縁性グリーンシート
を、その剥離面が表となる姿勢で加熱して軟化させてか
ら、該絶縁性グリーンシート上に芯材を載置し、該芯材
を転がして芯材にグリーンシートを巻き付けたのち、焼
成を行うことを特徴とするセラミックヒーターの製造方
法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、この発明のセラミックヒー
ターの製造手順について、図４〜６を参照して詳しく説
明する。すなわち、図４(a) に示すように、長尺の離型
フィルム６上において、タングステン、モリブデン、タ
ンタル、ニオブおよびチタン等の高融点金属のうちから
選ばれる少なくとも１種による導電ペーストを所定のパ
ターンに印刷、そして乾燥して抵抗発熱体３を形成し、
その後同図(b) に示すように、抵抗発熱体３の端部に導
電ペーストを印刷、そして乾燥して端子４を形成する。
次いで、同図(c)に示すように、端子４を除く抵抗発熱
体３上に、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライトまた
はコージェライトなどのセラミックスラリーを印刷、そ
して乾燥して絶縁性グリーンシート７を形成する。
ターの製造手順について、図４〜６を参照して詳しく説
明する。すなわち、図４(a) に示すように、長尺の離型
フィルム６上において、タングステン、モリブデン、タ
ンタル、ニオブおよびチタン等の高融点金属のうちから
選ばれる少なくとも１種による導電ペーストを所定のパ
ターンに印刷、そして乾燥して抵抗発熱体３を形成し、
その後同図(b) に示すように、抵抗発熱体３の端部に導
電ペーストを印刷、そして乾燥して端子４を形成する。
次いで、同図(c)に示すように、端子４を除く抵抗発熱
体３上に、アルミナ、窒化アルミニウム、ムライトまた
はコージェライトなどのセラミックスラリーを印刷、そ
して乾燥して絶縁性グリーンシート７を形成する。
【００１１】以上の各印刷工程は、長尺の離型フィルム
６上で連続して行うことが好ましく、そのためには、セ
ラミックスラリーを印刷する場合を図５に示すように、
離型フィルム６をコンベアベルトとして機能させ、所定
の形状の型抜き8aを施したメタルマスク８を使用し、離
型フィルム６を移動しながら、各型抜き8aにおいて印刷
を同時に連続的に行って、複数の絶縁性グリーンシート
７を順次作製する。
６上で連続して行うことが好ましく、そのためには、セ
ラミックスラリーを印刷する場合を図５に示すように、
離型フィルム６をコンベアベルトとして機能させ、所定
の形状の型抜き8aを施したメタルマスク８を使用し、離
型フィルム６を移動しながら、各型抜き8aにおいて印刷
を同時に連続的に行って、複数の絶縁性グリーンシート
７を順次作製する。
【００１２】次に、図６(a) に示すように、離型フィル
ム６の反転後も、その表面に貼り付いたままの絶縁性グ
リーンシート７を、真空吸着機能を有する台９にて吸着
することによって、離型フィルム６から絶縁性グリーン
シート７を剥離する｛同図(b) 参照｝。ここで、台９に
は、図示しない真空ポンプから配管された１〜５mmφ程
度の小孔があいており、前記真空ポンプにより減圧し、
図示しないバルブを閉じることにより減圧状態を保つこ
とができる。
ム６の反転後も、その表面に貼り付いたままの絶縁性グ
リーンシート７を、真空吸着機能を有する台９にて吸着
することによって、離型フィルム６から絶縁性グリーン
シート７を剥離する｛同図(b) 参照｝。ここで、台９に
は、図示しない真空ポンプから配管された１〜５mmφ程
度の小孔があいており、前記真空ポンプにより減圧し、
図示しないバルブを閉じることにより減圧状態を保つこ
とができる。
【００１３】その後、図６(c) に示すように、離型フィ
ルム６から剥離して台９上に吸着した、絶縁性グリーン
シート７をそのまま、つまり剥離面が表となる姿勢にて
台９に載せたまま、この台９を加熱装置10まで移動し、
絶縁性グリーンシート７を加熱して軟化させる。なお、
台９は、図示のように走行台車として、それ自体を加熱
装置10まで移動させるか、または台９をゴンベアベルト
形式として、そのベルトによって絶縁性グリーンシート
７を加熱装置10まで搬送してもよい。
ルム６から剥離して台９上に吸着した、絶縁性グリーン
シート７をそのまま、つまり剥離面が表となる姿勢にて
台９に載せたまま、この台９を加熱装置10まで移動し、
絶縁性グリーンシート７を加熱して軟化させる。なお、
台９は、図示のように走行台車として、それ自体を加熱
装置10まで移動させるか、または台９をゴンベアベルト
形式として、そのベルトによって絶縁性グリーンシート
７を加熱装置10まで搬送してもよい。
【００１４】ここで、加熱装置10では、絶縁性グリーン
シート７を30〜100 ℃程度に加熱して該シートを軟化す
る。この加熱装置10には、ＩＲ炉や熱風炉などを用いる
のがよいが、加熱装置の形状および種類は、特に規定す
るものではない。
シート７を30〜100 ℃程度に加熱して該シートを軟化す
る。この加熱装置10には、ＩＲ炉や熱風炉などを用いる
のがよいが、加熱装置の形状および種類は、特に規定す
るものではない。
【００１５】この絶縁性グリーンシート７を加熱軟化し
た後、直ちに、図６(d) に示すように、絶縁性グリーン
シート７上に芯材１を載置し、同図(e) および図４(d)
に示すように、該芯材１に、押さえ板11を押しつけた状
態で該押さえ板11を台９の表面に沿って移動させて、芯
材１を転がすことによって、芯材１に軟化した絶縁性グ
リーンシート７を巻き付ける。その後、同図(f) に示す
ように、得られた成形体12を焼成すれば、図３に示した
製品が得られる。
た後、直ちに、図６(d) に示すように、絶縁性グリーン
シート７上に芯材１を載置し、同図(e) および図４(d)
に示すように、該芯材１に、押さえ板11を押しつけた状
態で該押さえ板11を台９の表面に沿って移動させて、芯
材１を転がすことによって、芯材１に軟化した絶縁性グ
リーンシート７を巻き付ける。その後、同図(f) に示す
ように、得られた成形体12を焼成すれば、図３に示した
製品が得られる。
【００１６】ここで、芯材１に絶縁性グリーンシート７
を巻き付けるに当たり、抵抗発熱体３、端子４および絶
縁性グリーンシート７を平坦な離型フィルム６上で積み
重ねて形成して、離型フィルム６から剥離した面（巻き
付け面となる）を段差のない平坦面とした上で、絶縁性
グリーンシート７を加熱軟化したから、押さえ板11にて
芯材１を転がせば、芯材１に絶縁性グリーンシート７を
容易に巻き付けられる。
を巻き付けるに当たり、抵抗発熱体３、端子４および絶
縁性グリーンシート７を平坦な離型フィルム６上で積み
重ねて形成して、離型フィルム６から剥離した面（巻き
付け面となる）を段差のない平坦面とした上で、絶縁性
グリーンシート７を加熱軟化したから、押さえ板11にて
芯材１を転がせば、芯材１に絶縁性グリーンシート７を
容易に巻き付けられる。
【００１７】
【発明の効果】この発明によれば、とくにスルーホール
の省略によって、在来のものに比べて構造を簡素化した
セラミックヒーターを、工業的規模の連続したラインに
て大量に製造することができ、セラミックヒーターを均
質かつ安価に提供し得る。
の省略によって、在来のものに比べて構造を簡素化した
セラミックヒーターを、工業的規模の連続したラインに
て大量に製造することができ、セラミックヒーターを均
質かつ安価に提供し得る。
【図１】従来のセラミックヒーターの構造を示す図であ
る。
る。
【図２】従来のセラミックヒーターの製造工程を示す図
である。
である。
【図３】この発明の製造対象であるセラミックヒーター
の構造を示す図である。
の構造を示す図である。
【図４】この発明に従うセラミックヒーターの製造工程
における絶縁性グリーンシートの形成要領を示す図であ
る。
における絶縁性グリーンシートの形成要領を示す図であ
る。
【図５】この発明に従うセラミックヒーターの製造工程
における絶縁性グリーンシートの形成要領を示す図であ
る。
における絶縁性グリーンシートの形成要領を示す図であ
る。
【図６】この発明に従うセラミックヒーターの製造工程
を示す図である。
を示す図である。
１ 芯材 ２ 絶縁性シート ３ 抵抗発熱体 ４ 端子 ５ 切欠き ６ 離型フィルム ７ 絶縁性グリーンシート ８ メタルマスク ９ 台 10 加熱装置 11 押さえ板 12 成形体
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−97158（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−161957（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−148260（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05B 3/20 H05B 3/18 H05B 3/44 H05B 3/46 F23Q 7/00
Claims (1)
- 【請求項１】 芯材とこの芯材を被覆する絶縁性シート
との間に抵抗発熱体を埋設し、該抵抗発熱体を外部端子
と接続して成る、セラミックヒーターを製造する方法で
あって、 離型フィルム上において、導電ペーストを所定のパター
ンに印刷して抵抗発熱体を形成し、該抵抗発熱体の端部
に接続端子を印刷し、次いで接続端子を除く抵抗発熱体
上にセラミックスラリーを印刷して、抵抗発熱体及び接
続端子が一体となった、絶縁性グリーンシートを形成
し、その後、離型フィルム上の絶縁性グリーンシート
を、真空吸着にて離型フィルムから剥離し、剥離後の絶
縁性グリーンシートを、その剥離面が表となる姿勢で加
熱して軟化させてから、該絶縁性グリーンシート上に芯
材を載置し、該芯材を転がして芯材にグリーンシートを
巻き付けたのち、焼成を行うことを特徴とするセラミッ
クヒーターの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07882998A JP3329726B2 (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | セラミックヒーターの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07882998A JP3329726B2 (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | セラミックヒーターの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11273844A JPH11273844A (ja) | 1999-10-08 |
| JP3329726B2 true JP3329726B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=13672729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07882998A Expired - Lifetime JP3329726B2 (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | セラミックヒーターの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3329726B2 (ja) |
-
1998
- 1998-03-26 JP JP07882998A patent/JP3329726B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11273844A (ja) | 1999-10-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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