JPH0350397B2 - - Google Patents
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- JPH0350397B2 JPH0350397B2 JP6889384A JP6889384A JPH0350397B2 JP H0350397 B2 JPH0350397 B2 JP H0350397B2 JP 6889384 A JP6889384 A JP 6889384A JP 6889384 A JP6889384 A JP 6889384A JP H0350397 B2 JPH0350397 B2 JP H0350397B2
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Landscapes
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は耐久性に優れた直流電圧印加用セラミ
ツクヒーターに関するものである。
ツクヒーターに関するものである。
一般にセラミツクヒーターは、シート成形、押
し出し成形等常套手段で成形され得る平板、円筒
等所望形状のセラミツク体にモリブデン、タング
ステン等の耐熱金属を含有するペーストを用いて
発熱抵抗体パターンを厚膜印刷し、これをセラミ
ツク体と同時焼成して製造される。そしてこの種
のセラミツクヒーターを自動車の排ガスセンサー
のように直流電源で使用する場合は、発熱抵抗体
に直流電圧を印加して通電し発熱させる。ところ
がその難点は排ガス中のように高温雰囲気では発
熱抵抗体の断線が生じやすく寿命が短かい処にあ
つた。断線の主因は、発熱抵抗体中のイオン化し
やすい成分が直流電界および高熱により低電位方
向へ移動して局部的に導電材料が不足する故に抵
抗が増大したりボイドが生じたりすることがあつ
た。また移動したイオン化成分は低電位側の低温
部で移動困難となり酸化物や炭化物として蓄積
し、この部分の抵抗増大に伴う発熱量の増大ある
いは蓄積により圧迫されて周辺セラミツクに生じ
たクラツクに伴つて断線することもあつた。
し出し成形等常套手段で成形され得る平板、円筒
等所望形状のセラミツク体にモリブデン、タング
ステン等の耐熱金属を含有するペーストを用いて
発熱抵抗体パターンを厚膜印刷し、これをセラミ
ツク体と同時焼成して製造される。そしてこの種
のセラミツクヒーターを自動車の排ガスセンサー
のように直流電源で使用する場合は、発熱抵抗体
に直流電圧を印加して通電し発熱させる。ところ
がその難点は排ガス中のように高温雰囲気では発
熱抵抗体の断線が生じやすく寿命が短かい処にあ
つた。断線の主因は、発熱抵抗体中のイオン化し
やすい成分が直流電界および高熱により低電位方
向へ移動して局部的に導電材料が不足する故に抵
抗が増大したりボイドが生じたりすることがあつ
た。また移動したイオン化成分は低電位側の低温
部で移動困難となり酸化物や炭化物として蓄積
し、この部分の抵抗増大に伴う発熱量の増大ある
いは蓄積により圧迫されて周辺セラミツクに生じ
たクラツクに伴つて断線することもあつた。
本発明は上記の難点を克服するもので、発熱抵
抗体の近傍に該発熱抵抗体の低電位側端部と同電
位ないしはより低電位の導体（以下「イオン化成
分抑留導体」と称する）を並設することにより、
発熱抵抗体に直流電圧を印加してもイオン化成分
が移動することなく断線を未然に防止することの
できたものである。
抗体の近傍に該発熱抵抗体の低電位側端部と同電
位ないしはより低電位の導体（以下「イオン化成
分抑留導体」と称する）を並設することにより、
発熱抵抗体に直流電圧を印加してもイオン化成分
が移動することなく断線を未然に防止することの
できたものである。
以下本発明を図面にもとづいて説明する。
第１図は本発明直流電圧印加用セラミツクヒー
ターの製造工程で製造される中間製品を例示する
平面図で、１はアルミナ、ムライト、コージエラ
イト、フオルステライト、ベリリア、窒化珪素等
のセラミツクスを主成分とするグリーンシートで
ある。２は発熱抵抗体を示し、タングステン、モ
リブデン、タンタル、白金、ロジウム等の高融点
金属粉末を主成分とし、抵抗値調整のために所望
により上記グリーンシート１と同質または異質の
セラミツクス粉末を添加してペースト状とし、こ
れをグリーンシート１の表面に厚膜印刷したもの
である。３，３′は上記発熱抵抗体２を直流電源
と電気的に接続するリード部を示し、発熱抵抗体
２と同材質からなり発熱抵抗体と同時にまたは別
途同様に厚膜印刷したものであるが、発熱抵抗体
よりも幅太にしておいてこの部分での不要な発熱
を少なくする。４はイオン化成分抑留導体を示
し、上記発熱抵抗体２と同材質からなり同時にま
たは別途同様に該発熱抵抗体２に沿つて一端がリ
ード部３，３′のいずれか一つに電気的に接続す
るように厚膜印刷したものである。かくして表面
に発熱抵抗体２、リード部３，３′およびイオン
化成分抑留導体４が印刷されたグリーンシート１
はそのまま焼成してもセラミツクヒーターとなる
が、印刷配線を保護するために印刷された表面上
にさらにもう一枚のグリーンシートを圧着するか
または絶縁ペーストを塗布した後に焼成するのが
望ましい。セラミツクヒーターの最終形状は基板
形状でも良いし、グリーンシートを適当な柱状芯
体の周囲に巻回した後に焼成して管状としても良
く、要するに焼成後に所定の印刷配線が維持され
ておれば良いのである。かくして本発明直流電圧
印加用セラミツクヒーターが製造される。
ターの製造工程で製造される中間製品を例示する
平面図で、１はアルミナ、ムライト、コージエラ
イト、フオルステライト、ベリリア、窒化珪素等
のセラミツクスを主成分とするグリーンシートで
ある。２は発熱抵抗体を示し、タングステン、モ
リブデン、タンタル、白金、ロジウム等の高融点
金属粉末を主成分とし、抵抗値調整のために所望
により上記グリーンシート１と同質または異質の
セラミツクス粉末を添加してペースト状とし、こ
れをグリーンシート１の表面に厚膜印刷したもの
である。３，３′は上記発熱抵抗体２を直流電源
と電気的に接続するリード部を示し、発熱抵抗体
２と同材質からなり発熱抵抗体と同時にまたは別
途同様に厚膜印刷したものであるが、発熱抵抗体
よりも幅太にしておいてこの部分での不要な発熱
を少なくする。４はイオン化成分抑留導体を示
し、上記発熱抵抗体２と同材質からなり同時にま
たは別途同様に該発熱抵抗体２に沿つて一端がリ
ード部３，３′のいずれか一つに電気的に接続す
るように厚膜印刷したものである。かくして表面
に発熱抵抗体２、リード部３，３′およびイオン
化成分抑留導体４が印刷されたグリーンシート１
はそのまま焼成してもセラミツクヒーターとなる
が、印刷配線を保護するために印刷された表面上
にさらにもう一枚のグリーンシートを圧着するか
または絶縁ペーストを塗布した後に焼成するのが
望ましい。セラミツクヒーターの最終形状は基板
形状でも良いし、グリーンシートを適当な柱状芯
体の周囲に巻回した後に焼成して管状としても良
く、要するに焼成後に所定の印刷配線が維持され
ておれば良いのである。かくして本発明直流電圧
印加用セラミツクヒーターが製造される。
次に本発明の作用効果を説明する。
まずリード部３，３′のうちイオン化成分抑留
導体４と接続している側（便宜上これをリード部
３とする）に直流電源の負極を接続し、他方のリ
ード部３′に正極を接続して所定の直流電圧を印
加すると電子伝導によつて発熱抵抗体２が発熱す
る。この際、従来のセラミツクヒーターと異なり
イオン化成分抑留導体４が発熱抵抗体２に沿つて
並設されていることからイオン化成分が低電位方
向へ移動することはない。即ち、イオン化成分抑
留導体４は負極側のリード部３と接続しているの
で発熱抵抗体２のどの部分よりも低電位となる。
従つて直流電圧印加の際に正に帯電したイオン化
成分が発熱抵抗体２中を低電位方向へ移動しよう
とするのを発熱抵抗体２近傍のイオン化成分抑留
導体４が抑留するのである。この効果は発熱抵抗
体２とイオン化成分抑留導体４との間隔が２mmを
超えると現われず、狭いほど良いが、0.2mmに満
たないと印刷技術上製造困難である。またイオン
化成分抑留導体４は発熱抵抗体２の全線に沿つて
設ける必要はなく、イオン化成分の易動部、通常
300℃以上に発熱する高温部付近にのみ並設して
も良い。
導体４と接続している側（便宜上これをリード部
３とする）に直流電源の負極を接続し、他方のリ
ード部３′に正極を接続して所定の直流電圧を印
加すると電子伝導によつて発熱抵抗体２が発熱す
る。この際、従来のセラミツクヒーターと異なり
イオン化成分抑留導体４が発熱抵抗体２に沿つて
並設されていることからイオン化成分が低電位方
向へ移動することはない。即ち、イオン化成分抑
留導体４は負極側のリード部３と接続しているの
で発熱抵抗体２のどの部分よりも低電位となる。
従つて直流電圧印加の際に正に帯電したイオン化
成分が発熱抵抗体２中を低電位方向へ移動しよう
とするのを発熱抵抗体２近傍のイオン化成分抑留
導体４が抑留するのである。この効果は発熱抵抗
体２とイオン化成分抑留導体４との間隔が２mmを
超えると現われず、狭いほど良いが、0.2mmに満
たないと印刷技術上製造困難である。またイオン
化成分抑留導体４は発熱抵抗体２の全線に沿つて
設ける必要はなく、イオン化成分の易動部、通常
300℃以上に発熱する高温部付近にのみ並設して
も良い。
以下実施例を示す。
実施例
重量基準で平均粒径1.5μｍのAl2O392％、
SiO24％、CaO2％およびMgO2％からなる混合粉
末100部に対しプチラール樹脂12部およびDBP6
部を添加し、有機溶剤中で混合し泥漿とし、ドク
ターブレード法にて第１図に示す厚さ0.3mmのグ
リーンシート１を製作した。別途、平均粒径1.5μ
ｍのタングステン粉末95％、エチルセルローズ５
％をブチルカルビトールにより300ボイズに調整
しメタライズインクを得る。このインクを上記グ
リーンシート１の表面に厚膜印刷して発熱抵抗体
２、リード部３，３′およびイオン化成分抑留導
体４を形成した。発熱抵抗体２は直流電圧14V印
加時に500℃まで昇温するように形状を決めた。
イオン化成分抑留導体４は発熱抵抗体２より0.5
mm隔てて設けた。リード部３，３′の発熱抵抗体
２と接続していない一端には0.5mmφのスルーホ
ール５，５′を設け、印刷配線が図示しない裏面
の端子部と導通するようにした。次にグリーンシ
ート１を第２図に示すように該グリーンシート１
と同材質からなり押し出し成形された６mmφの柱
状芯体６の周囲に印刷面を内側にして巻回し、温
度50℃において８Kg／cm2の圧力を加えることによ
り両者を密着させた後、加湿された水素雰囲気中
温度1500℃、保持時間２時間の条件で焼結一体化
した。焼結後、露出している端子部７，７′に厚
さ2μｍのNiメツキを施すことによつて本発明直
流電圧印加用セラミツクヒーター８を製造した。
このときの端子間の電気抵抗値は６±0.5Ω（ｎ
＝５）であつた。比較のためにグリーンシート１
の表面にイオン化成分抑留導体４が厚膜印刷され
ていないことを除く外は本発明直流電圧印加用セ
ラミツクヒーター８と同一条件で比較用セラミツ
クヒーターを製造した。本発明および比較用の両
セラミツクヒーターに温度950℃の電気炉内で直
流電圧14Vを印加して100時間経過後の端子間の
電気抵抗変化率を測定した処、比較品は8.5％高
抵抗側に変動したのに対し、本発明品は２％弱変
動したに過ぎず、優れた耐久性能を示した。
SiO24％、CaO2％およびMgO2％からなる混合粉
末100部に対しプチラール樹脂12部およびDBP6
部を添加し、有機溶剤中で混合し泥漿とし、ドク
ターブレード法にて第１図に示す厚さ0.3mmのグ
リーンシート１を製作した。別途、平均粒径1.5μ
ｍのタングステン粉末95％、エチルセルローズ５
％をブチルカルビトールにより300ボイズに調整
しメタライズインクを得る。このインクを上記グ
リーンシート１の表面に厚膜印刷して発熱抵抗体
２、リード部３，３′およびイオン化成分抑留導
体４を形成した。発熱抵抗体２は直流電圧14V印
加時に500℃まで昇温するように形状を決めた。
イオン化成分抑留導体４は発熱抵抗体２より0.5
mm隔てて設けた。リード部３，３′の発熱抵抗体
２と接続していない一端には0.5mmφのスルーホ
ール５，５′を設け、印刷配線が図示しない裏面
の端子部と導通するようにした。次にグリーンシ
ート１を第２図に示すように該グリーンシート１
と同材質からなり押し出し成形された６mmφの柱
状芯体６の周囲に印刷面を内側にして巻回し、温
度50℃において８Kg／cm2の圧力を加えることによ
り両者を密着させた後、加湿された水素雰囲気中
温度1500℃、保持時間２時間の条件で焼結一体化
した。焼結後、露出している端子部７，７′に厚
さ2μｍのNiメツキを施すことによつて本発明直
流電圧印加用セラミツクヒーター８を製造した。
このときの端子間の電気抵抗値は６±0.5Ω（ｎ
＝５）であつた。比較のためにグリーンシート１
の表面にイオン化成分抑留導体４が厚膜印刷され
ていないことを除く外は本発明直流電圧印加用セ
ラミツクヒーター８と同一条件で比較用セラミツ
クヒーターを製造した。本発明および比較用の両
セラミツクヒーターに温度950℃の電気炉内で直
流電圧14Vを印加して100時間経過後の端子間の
電気抵抗変化率を測定した処、比較品は8.5％高
抵抗側に変動したのに対し、本発明品は２％弱変
動したに過ぎず、優れた耐久性能を示した。
第１図は本発明直流電圧印加用セラミツクヒー
ターの製造工程で製造される中間製品を例示する
平面図、第２図は本発明直流電圧印加用セラミツ
クヒーターの一実施例を示す斜視図である。 ２……発熱抵抗体、４……イオン化成分抑留導
体。
ターの製造工程で製造される中間製品を例示する
平面図、第２図は本発明直流電圧印加用セラミツ
クヒーターの一実施例を示す斜視図である。 ２……発熱抵抗体、４……イオン化成分抑留導
体。
Claims (1)
- １ セラミツク体の表面または内部に、厚膜印刷
によつて形成された発熱抵抗体と、同じく厚膜印
刷によつて該発熱抵抗体の近傍に並設され該発熱
抵抗体の低電位側端部と同電位ないしより低電位
のイオン化成分抑留導体とからなる直流電圧印加
用セラミツクヒーター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6889384A JPS60212986A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 直流電圧印加用セラミツクヒ−タ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6889384A JPS60212986A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 直流電圧印加用セラミツクヒ−タ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60212986A JPS60212986A (ja) | 1985-10-25 |
| JPH0350397B2 true JPH0350397B2 (ja) | 1991-08-01 |
Family
ID=13386788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6889384A Granted JPS60212986A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 直流電圧印加用セラミツクヒ−タ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60212986A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6396884A (ja) * | 1986-10-13 | 1988-04-27 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミツクヒ−タ− |
| JP2535372B2 (ja) * | 1988-03-09 | 1996-09-18 | 日本碍子株式会社 | セラミック・ヒ―タ及び電気化学的素子並びに酸素分析装置 |
| JP3546590B2 (ja) * | 1996-04-12 | 2004-07-28 | 株式会社デンソー | 空燃比センサー |
| ATE295427T1 (de) | 1996-06-04 | 2005-05-15 | Univ Utah Res Found | Überwachung der hybridisierung während pcr |
| JP5634282B2 (ja) * | 2011-01-31 | 2014-12-03 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミックヒータ及びグロープラグ |
-
1984
- 1984-04-06 JP JP6889384A patent/JPS60212986A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60212986A (ja) | 1985-10-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |