JPH0260103A - 溶射技術を用いた抵抗体の製造方法 - Google Patents
溶射技術を用いた抵抗体の製造方法Info
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Landscapes
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- Surface Heating Bodies (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ａ、 産業上の利用分野
本発明は溶射技術を用いた抵抗体の製造方法に関する。
特にセラミックスヒータに利用することができる抵抗体
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
ｂ、従来の技術
セラミックスヒータと呼ばれるものには、正特性サーミ
スタ（ＰＴＣ）の様に発熱体自体が酸化物系のセラミッ
クスであり、焼結という技術によりつくられるものの他
に、アルミナ等のセラミックスの未焼成シートに抵抗体
のペーストを印刷し、高温の還元性雰囲気で長時間焼成
を行なうことにより作られるものがある。
スタ（ＰＴＣ）の様に発熱体自体が酸化物系のセラミッ
クスであり、焼結という技術によりつくられるものの他
に、アルミナ等のセラミックスの未焼成シートに抵抗体
のペーストを印刷し、高温の還元性雰囲気で長時間焼成
を行なうことにより作られるものがある。
前者は、発熱温度の自己制御性という機能を持つ反面、
焼成により作られる為、均一なものを作るのがむずかし
く歩留が悪い、また後者は焼成により作られる為、電気
的・熱的に良好な特性を持つ反面、使用する抵抗体が限
られ高温の還元性雰囲気を使用しての長時間の焼成を必
要としていた。
焼成により作られる為、均一なものを作るのがむずかし
く歩留が悪い、また後者は焼成により作られる為、電気
的・熱的に良好な特性を持つ反面、使用する抵抗体が限
られ高温の還元性雰囲気を使用しての長時間の焼成を必
要としていた。
またプラズマトーチの中に抵抗体の材料粉末を供給し、
プラズマトーチで粉末の全部または一部を溶融し、回路
パターンに対応する穴が穿設されたマスクで被覆された
基板の上に上記溶融粉末を溶射することにより抵抗体を
製造する方法がある。
プラズマトーチで粉末の全部または一部を溶融し、回路
パターンに対応する穴が穿設されたマスクで被覆された
基板の上に上記溶融粉末を溶射することにより抵抗体を
製造する方法がある。
Ｃ０発明が解決しようとする課題
焼結工程を含む製造方法においては、炉の温度ムラや焼
結の条件が特性に大きく影響し、均一なものを作るのが
むずかしい、焼成工程を含む製造方法においては、高温
の還元性という特殊な雰囲気を必要とする上、外部への
接続端子の取付けにも特殊な処理が必要となる。また従
来の溶射技術による抵抗体の製造方法においては、溶射
に適した材料粉末の選択の自由度が小さく、必要な抵抗
値、電力値の抵抗体を製造することが困難である。
結の条件が特性に大きく影響し、均一なものを作るのが
むずかしい、焼成工程を含む製造方法においては、高温
の還元性という特殊な雰囲気を必要とする上、外部への
接続端子の取付けにも特殊な処理が必要となる。また従
来の溶射技術による抵抗体の製造方法においては、溶射
に適した材料粉末の選択の自由度が小さく、必要な抵抗
値、電力値の抵抗体を製造することが困難である。
本発明は、高温・長時間の焼結工程、焼成工程を必要と
せず、抵抗偵、電力値の選択の自由度が高い抵抗体の製
造法を提案することを課題とする。
せず、抵抗偵、電力値の選択の自由度が高い抵抗体の製
造法を提案することを課題とする。
ｄ、 課題を解決するための手段
上記課題は、目的とする回路パターンに対応する穴が穿
設されたマスクを基板の上に［置し、プラズマトーチ等
を用いて一部または全部溶融させた抵抗体材料粉末をマ
スクの上から溶射し、基板上に抵抗体を形成する抵抗体
の製造方法において、上記抵抗体材料が、金属粉末と熱
伝導率が高く電気伝導度の小さい半導体または絶縁体の
粉末から成り、両者の組成比率を変えることにより抵抗
体の抵抗率を調節することを特徴とする、溶射技術を用
いた抵抗体の製造方法によって解決された。
設されたマスクを基板の上に［置し、プラズマトーチ等
を用いて一部または全部溶融させた抵抗体材料粉末をマ
スクの上から溶射し、基板上に抵抗体を形成する抵抗体
の製造方法において、上記抵抗体材料が、金属粉末と熱
伝導率が高く電気伝導度の小さい半導体または絶縁体の
粉末から成り、両者の組成比率を変えることにより抵抗
体の抵抗率を調節することを特徴とする、溶射技術を用
いた抵抗体の製造方法によって解決された。
８９ 作用
断面積を１とした時、体積比で“１０％セラミックスを
混合すると断面積では金属分も１０％減少し、２０％を
混合すると同様に２０％減少する。ところが単に膜厚を
９０％又は８０％とした場合と異なり、抵抗値はそれぞ
れ９０％、８０％よりも大きく変化する。
混合すると断面積では金属分も１０％減少し、２０％を
混合すると同様に２０％減少する。ところが単に膜厚を
９０％又は８０％とした場合と異なり、抵抗値はそれぞ
れ９０％、８０％よりも大きく変化する。
これは導電性粒子間に絶縁性材料が入り込んでくる為で
、導電性粒子どうしの結合度が小なくなるからである。
、導電性粒子どうしの結合度が小なくなるからである。
この時、同じ膜厚として形成させた時、導体の割合が少
なくなっても、電流容量は急激には減少しない。これは
単なる膜厚制御法と異なり、発熱する導電性粒子間に熱
伝導性の良い絶縁性材料が存在するため、これが導電性
粒子で発生する熱をすみやかに拡散させる役割をしてお
り、溶断までの許容電流を大きくするからである。
なくなっても、電流容量は急激には減少しない。これは
単なる膜厚制御法と異なり、発熱する導電性粒子間に熱
伝導性の良い絶縁性材料が存在するため、これが導電性
粒子で発生する熱をすみやかに拡散させる役割をしてお
り、溶断までの許容電流を大きくするからである。
混合比と抵抗率の関係を具体的な例で示す、絶縁体に高
抵抗の材料を使用した実験では以下の結果を得ている。
抵抗の材料を使用した実験では以下の結果を得ている。
混合比は重量比で示している。
この結果は、使用する材料で異なるのはもちろん、材料
の粒子の大きさ、材料の組合せによっても変化する。従
ってこれら各要素を制御することによって、自由に抵抗
率を設定できる。上の例は混合比を明確にする為、粉ど
うしを一定の割合で混合し、これを用いて溶射を行なっ
たものである。
の粒子の大きさ、材料の組合せによっても変化する。従
ってこれら各要素を制御することによって、自由に抵抗
率を設定できる。上の例は混合比を明確にする為、粉ど
うしを一定の割合で混合し、これを用いて溶射を行なっ
たものである。
この場合は混合したものを特定の抵抗率の材料として扱
うことができるが、抵抗率の調整を行なう必要がある時
や、いろいろな抵抗値を出す必要のある時には、２種類
の材料を別々に供給しそれぞれの供給量を制御すること
により、これに対応することがかんたんにできる。
うことができるが、抵抗率の調整を行なう必要がある時
や、いろいろな抵抗値を出す必要のある時には、２種類
の材料を別々に供給しそれぞれの供給量を制御すること
により、これに対応することがかんたんにできる。
一般的に抵抗材料といわれるもので抵抗率がＮｉ−Ｃｒ
系で１０８μΩ・１、Ｆｅ−Ｃｒ−＾２系で１４５μΩ
・１止まりである。これに対し溶射膜という気孔の多い
状態ではあるけれども混合溶射によると１００００μΩ
・Ｃ１１（１，ＯＸ １０−”Ω・ｃｍ） 〜３０００
０１１Ω・１（３，ＯＸ １０−”Ω・ＣＩ）程度まで
は発熱させるという機能を発揮し得る状態を得ている。
系で１０８μΩ・１、Ｆｅ−Ｃｒ−＾２系で１４５μΩ
・１止まりである。これに対し溶射膜という気孔の多い
状態ではあるけれども混合溶射によると１００００μΩ
・Ｃ１１（１，ＯＸ １０−”Ω・ｃｍ） 〜３０００
０１１Ω・１（３，ＯＸ １０−”Ω・ＣＩ）程度まで
は発熱させるという機能を発揮し得る状態を得ている。
ｔ力印加条件にかなりの制約があるが、抵抗率としては
さらにこれのｉｏｏ倍〜１０００倍（１Ω・ｅｌｌ 〜
１０Ω・Ｃ１１）も可能である。
さらにこれのｉｏｏ倍〜１０００倍（１Ω・ｅｌｌ 〜
１０Ω・Ｃ１１）も可能である。
なお、アルミナ・セラミックス基板と金属の熱膨張の差
は大きいので金属膜は熱膨張により剥離する可能性があ
る、。しかし本発明においては、金属と半導体または絶
縁体の混合物からなる膜で抵抗体が形成されるので、熱
膨張の差を小さくすることができる。このように材料の
組合せを変えることにより熱膨張率をも制御することが
できる。
は大きいので金属膜は熱膨張により剥離する可能性があ
る、。しかし本発明においては、金属と半導体または絶
縁体の混合物からなる膜で抵抗体が形成されるので、熱
膨張の差を小さくすることができる。このように材料の
組合せを変えることにより熱膨張率をも制御することが
できる。
ｆ、 実施例
第１図は本発明に係る抵抗体を製造する方法を実施する
ための装置の概念図である。
ための装置の概念図である。
直流電源装置ＰＳで発生した高電圧がプラズマトーチ１
のアノードＡとカソードにの間に印加される。アノード
Ａとカソードには絶縁体Ｉを介して接続され、アノード
Ａ、絶縁体！、カソードには冷却水供給装置−８から供
給される冷却水で冷却される。
のアノードＡとカソードにの間に印加される。アノード
Ａとカソードには絶縁体Ｉを介して接続され、アノード
Ａ、絶縁体！、カソードには冷却水供給装置−８から供
給される冷却水で冷却される。
アークガス供給装置ＧＳから供給されるアークガスＧは
、アノードＡとカソードにの間の強い電界により電離し
、プラズマジェットＰが発生する。
、アノードＡとカソードにの間の強い電界により電離し
、プラズマジェットＰが発生する。
金属粉末Ｍは第１の材料粉末供給装置ＦＤＩからプラズ
マトーチ１内に供給される。また、半導体または絶縁粉
末Ｃは第２の材料粉末供給装置ＦＤ２からプラズマトー
チ１内に供給される。それぞれの粉末の搬送のためには
、ボンベＢ１．Ｂ２からのキャリヤガスが用いられる０
両者の比率および供給量は粉末供給料＠ ＦＣＯＮにお
いて例えば材料粉末供給装置のノズル開度調整、キャリ
ヤガス流量調整等の手段により、制御される。この結果
、プラズマトーチ）Ｐ中に所定の比率で所定の流量速度
で金属粉末Ｍと半導体または絶縁体粉末Ｃが供給される
。
マトーチ１内に供給される。また、半導体または絶縁粉
末Ｃは第２の材料粉末供給装置ＦＤ２からプラズマトー
チ１内に供給される。それぞれの粉末の搬送のためには
、ボンベＢ１．Ｂ２からのキャリヤガスが用いられる０
両者の比率および供給量は粉末供給料＠ ＦＣＯＮにお
いて例えば材料粉末供給装置のノズル開度調整、キャリ
ヤガス流量調整等の手段により、制御される。この結果
、プラズマトーチ）Ｐ中に所定の比率で所定の流量速度
で金属粉末Ｍと半導体または絶縁体粉末Ｃが供給される
。
プラズマジェットＰによって全部または一部溶融した粉
末は、マスク２で覆われた基板３の上に溶射される。基
板３は駆動部りによって前後左右に移動し、駆動部りは
駆動制御部ＤＣＯＮによって制御される。
末は、マスク２で覆われた基板３の上に溶射される。基
板３は駆動部りによって前後左右に移動し、駆動部りは
駆動制御部ＤＣＯＮによって制御される。
この結果、セラミックスから成る基板３の上に、例えば
第２図に示すような回路パターンの抵抗体４が形成され
る。第３図は第２図のＡ−Ａ断面図である。
第２図に示すような回路パターンの抵抗体４が形成され
る。第３図は第２図のＡ−Ａ断面図である。
金属粉末としてはＮｉ合金、ステンレス合金、 Ｇ。
系合金、Ａ１等を使用することができ、半導体粉末とし
ては７ｉ０！１Ｚｎ（１１フ工ライト系合金等を使用す
ることができ、絶縁体粉末としてはアルミナ。
ては７ｉ０！１Ｚｎ（１１フ工ライト系合金等を使用す
ることができ、絶縁体粉末としてはアルミナ。
ＭｇＯ，ＭｇＯ・ＡＩ！ｇｏ３（スピネル）等あるいは
熱伝導率はやや小さいがＡ Ｊ！ １０３ ・ＳｉＯｘ
（ムライト） 、 Ｚｒ０１（ジルコニア）等を使用す
ることができる。
熱伝導率はやや小さいがＡ Ｊ！ １０３ ・ＳｉＯｘ
（ムライト） 、 Ｚｒ０１（ジルコニア）等を使用す
ることができる。
第４図は金属粉末の一例としてのＮｉ合金粉末をＡＩｌ
コーティングした微粒子の拡大図、第５図は絶縁体粉末
の一例としてのアルミナ粉末の拡大図である。
コーティングした微粒子の拡大図、第５図は絶縁体粉末
の一例としてのアルミナ粉末の拡大図である。
第６図は第４図の金属粉末と第５図の絶縁体粉末の混合
物を溶射して得られる抵抗体の概念的断面図である。
物を溶射して得られる抵抗体の概念的断面図である。
ｇ、 発明の効果
２種類以上の導電性の異なる材料を混合して溶射するこ
とにより、材料の固有の抵抗率に制限されることなく自
由に抵抗体を製造する者が抵抗率を制御することが可能
となる。これは抵抗体の設計にとってきわめて設計の自
由度が高まることを意味する。
とにより、材料の固有の抵抗率に制限されることなく自
由に抵抗体を製造する者が抵抗率を制御することが可能
となる。これは抵抗体の設計にとってきわめて設計の自
由度が高まることを意味する。
抵抗体製造者側で、きめこまかく抵抗体の特性を調整で
きるので、必要以上の種類および必要以上の量の材料を
保有しなくてすむことになる。このように、技術的にも
経済的にも効果が大きい。
きるので、必要以上の種類および必要以上の量の材料を
保有しなくてすむことになる。このように、技術的にも
経済的にも効果が大きい。
第１図は本発明に係る抵抗体を製造する方法を実施する
ための装置の概念図、第２図は本発明に係る方法で製造
された抵抗体の上面図、第３図は第２図のＡ−Ａ断面図
、第４図は金属粉末の一例の概念的断面図、第５図は絶
縁体粉末の一例の概念的断面図、第６図は本発明に係る
方法で製造された抵抗体の概念的拡大図である。 １・・・プラズマトーチ、 ３・・・基板、 ２・・・マスク、 ４・・・抵抗体。
ための装置の概念図、第２図は本発明に係る方法で製造
された抵抗体の上面図、第３図は第２図のＡ−Ａ断面図
、第４図は金属粉末の一例の概念的断面図、第５図は絶
縁体粉末の一例の概念的断面図、第６図は本発明に係る
方法で製造された抵抗体の概念的拡大図である。 １・・・プラズマトーチ、 ３・・・基板、 ２・・・マスク、 ４・・・抵抗体。
Claims (1)
- 目的とする回路パターンに対応する穴が穿設されたマ
スクを基板の上に載置し、プラズマトーチ等を用いて一
部または全部溶融させた抵抗体材料粉末をマスクの上か
ら溶射し、基板上に抵抗体を形成する抵抗体の製造方法
において、上記抵抗体材料が、金属粉末と熱伝導率が高
く電気伝導度の小さい半導体または絶縁体の粉末から成
り、両者の組成比率を変えることにより抵抗体の抵抗率
を調節することを特徴とする、溶射技術を用いた抵抗体
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21162688A JPH0260103A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 溶射技術を用いた抵抗体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21162688A JPH0260103A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 溶射技術を用いた抵抗体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0260103A true JPH0260103A (ja) | 1990-02-28 |
Family
ID=16608888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21162688A Pending JPH0260103A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 溶射技術を用いた抵抗体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0260103A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5551983A (en) * | 1994-11-01 | 1996-09-03 | Celestech, Inc. | Method and apparatus for depositing a substance with temperature control |
| US5679404A (en) * | 1995-06-07 | 1997-10-21 | Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corporation | Method for depositing a substance with temperature control |
| US6173672B1 (en) | 1997-06-06 | 2001-01-16 | Celestech, Inc. | Diamond film deposition on substrate arrays |
| US6406760B1 (en) | 1996-06-10 | 2002-06-18 | Celestech, Inc. | Diamond film deposition on substrate arrays |
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| JPS60140693A (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-25 | 日立金属株式会社 | 抵抗膜加熱器具 |
-
1988
- 1988-08-26 JP JP21162688A patent/JPH0260103A/ja active Pending
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