JPH07106055A - Quick temperature raising heating element and manufacture thereof - Google Patents

Quick temperature raising heating element and manufacture thereof

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Publication number
JPH07106055A
JPH07106055A JP18778294A JP18778294A JPH07106055A JP H07106055 A JPH07106055 A JP H07106055A JP 18778294 A JP18778294 A JP 18778294A JP 18778294 A JP18778294 A JP 18778294A JP H07106055 A JPH07106055 A JP H07106055A
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JP
Japan
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sintered body
layers
heating element
rapid heating
ceramic sintered
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP18778294A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kentaro Sawamura
建太郎 澤村
Nobuyuki Miki
信之 三木
Masahiro Kitajima
正裕 北島
Etsuo Mihashi
悦央 三橋
Masatada Yodogawa
正忠 淀川
Ryoichi Kondo
良一 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
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Publication of JPH07106055A publication Critical patent/JPH07106055A/en
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  • Non-Insulated Conductors (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To provide a quick temperature raising heating element which is easily manufactured at low cost and has high durability and high performance. CONSTITUTION:A quick temperature raising heating element has an electrically insulating ceramic sinter layer 1, first and second high resistance conductive ceramic sinter layers 2a, 2b, and a high resistance conductive ceramic connecting part 2c which is unitedly formed with the ceramic sinter layers 2a, 2b, and also has a heating part 2 which forms a current path extending to other side through the connecting part 2c, and first and second lead layers 3, 4 formed with a low resistance conductive material on the same surface as the ceramic sinter layers 2a, 2b, or on at least part of the surface of the ceramic sinter layers 2a, 2b. The total thickness of the element is specified to 100-2000mum, the width to 200-500mum, and the length to 15-70mum.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、急速昇温発熱素子に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rapid heating element.

【0002】[0002]

【従来の技術】急速昇温発熱素子としては、例えば特公
平1−28467号公報および特公平4−61832号
公報に開示されたものが知られている。
2. Description of the Related Art As a rapid heating element, for example, those disclosed in Japanese Patent Publication Nos. 1-28467 and 4-61832 are known.

【0003】特公平1−28467号公報に開示された
急速昇温発熱素子は、自動車ディーゼルエンジン用グロ
ープラグであって、例えば、炭化珪素(SiC)に周知
の焼結助剤(例えば、B4 C、Al2 3 等)を添加し
た原料粉末をホットプレスモールド中に充填し、その上
の所定位置にタングステン、モリブデン等を主体とする
高融点金属からなる線状発熱部を有する線状体を配置
し、更にその上に前記原料粉末を充填し線状体を埋設し
て後、約2000℃でホットプレス法により加圧焼成し
て製造されるものであり、露出している線状体の両端部
間に電圧を印加して発熱させて用いられる。
The rapid temperature rising heating element disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 1-28467 is a glow plug for an automobile diesel engine. For example, a known sintering aid for silicon carbide (SiC) (for example, B 4 C, Al 2 O 3 etc. added raw material powder is filled in a hot press mold, and a linear body having a linear heating portion made of a refractory metal mainly composed of tungsten, molybdenum, etc. at a predetermined position on the hot press mold. Is placed, the raw material powder is further filled therein, the linear body is embedded therein, and then pressure-fired by a hot pressing method at about 2000 ° C. to produce the exposed linear body. It is used by applying a voltage between both ends of the to generate heat.

【0004】一方、特公平4−61832号公報に開示
された急速昇温発熱素子は、窒化珪素、窒化アルミニウ
ム、窒化硼素およびそれらの混合物からなる群から選択
された窒化物30〜70体積%、炭化珪素10〜45体
積%および二珪化モリブデン5〜50体積%から全体と
して構成され、且つ、密度が理論密度の少なくとも85
%であって、組成を異にする発熱帯域と非発熱端部とを
有する電気抵抗器であって、具体的には、焼成後高抵抗
となる材料と低抵抗となる材料を二層に成形して、ホッ
トプレス焼成し、この焼成体を層の方向に対して垂直方
向にU字形に機械加工により切り出してなるものであ
り、U字形の2つの自由端部間に電圧を印加し、連結部
において発熱させて用いられる。
On the other hand, the rapid heating element disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 4-61832 discloses a nitride selected from the group consisting of silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride and a mixture thereof in an amount of 30 to 70% by volume. It is composed entirely of 10 to 45% by volume of silicon carbide and 5 to 50% by volume of molybdenum disilicide, and has a density of at least 85 of the theoretical density.
%, And an electric resistor having a heat generating zone and a non-heat generating end portion having different compositions, and specifically, a material having high resistance and a material having low resistance after firing are formed into two layers. Then, hot-press firing is performed, and the fired body is cut into a U-shape in a direction perpendicular to the layer direction by machining, and a voltage is applied between two free ends of the U-shape to connect them. Used to generate heat in the section.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記特公平1−284
67号公報に開示された急速昇温発熱素子は、セラミッ
ク原料粉体で構成される成形体内に発熱体となる線状体
が埋め込まれるようにして、ホットプレスにより焼成し
てなるものであるが、発熱素子をほぼ完全に個別に製造
しなければならず、製造が効率的でなく、時間がかか
り、しかも高コストなものとなる。また、ヒータが埋設
されているため、ヒータが表面に露出している構造に対
して熱効率が劣る。
[Patent Document 1] Japanese Patent Publication No. 1-284
The rapid heating element disclosed in Japanese Patent Publication No. 67 is formed by hot pressing so that a linear body to be a heating element is embedded in a molded body made of ceramic raw material powder. However, since the heating elements must be manufactured almost completely individually, the manufacturing is inefficient, time-consuming, and expensive. Further, since the heater is embedded, the thermal efficiency is inferior to the structure in which the heater is exposed on the surface.

【0006】また、特公平4−61832号公報に開示
された急速昇温発熱素子は、例えば抵抗値の異なる2層
状の導電性焼結体を所定形状すなわちU字形に機械加工
により切り出して製造するものであり、セラミック材料
の焼結体のように高硬度のものを加工するため、加工費
がかかるとともに、製造効率も悪いという問題がある。
The rapid heating element disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-61832 is manufactured by cutting a two-layered conductive sintered body having different resistance values into a predetermined shape, that is, a U shape by machining. However, since a high hardness material such as a sintered body of a ceramic material is processed, there is a problem that the processing cost is high and the manufacturing efficiency is low.

【0007】また、上記と同様のセラミックヒータとし
て、特開昭61−104581号公報に開示されたもの
が知られているが、このセラミックヒータにあっても、
U字形のヒータを形成する場合には、一つ一つ一品製作
しなければならず、製造が効率的でなく、且つ高価なも
のとなるという問題点を有している。
As a ceramic heater similar to the above, the one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-104581 is known. Even in this ceramic heater,
When forming the U-shaped heater, it is necessary to manufacture each of the heaters one by one, and there is a problem that manufacturing is inefficient and expensive.

【0008】さらに、従来のセラミックヒータは、10
秒程度以下の昇温速度での急速昇温発熱素子として用い
ると、熱衝撃によるクラックが生じ易く、また長時間使
用により抵抗劣化が生じ、耐久性の点で不十分である。
Further, the conventional ceramic heater has 10
If it is used as a rapid heating element with a heating rate of about a second or less, cracks easily occur due to thermal shock, and resistance deterioration occurs after long-term use, resulting in insufficient durability.

【0009】そこで、本発明は、加熱素子としての特性
は保持したまま、効率よくしかも安価に製造することが
でき、さらに耐久性の高い急速昇温発熱素子を提供する
ことを目的とするものである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a rapid heating element which can be manufactured efficiently and inexpensively while maintaining the characteristics as a heating element and which has high durability. is there.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(17)の本発明により達成される。 (1)電気絶縁性セラミック焼結体層と、この電気絶縁
性セラミック焼結体層の両面のそれぞれの少なくとも一
部に高抵抗の導電性セラミック材料で層設された第1お
よび第2高抵抗導電性セラミック焼結体層と、高抵抗の
導電性セラミック材料で前記第1および第2高抵抗導電
性セラミック焼結体層と一体的に形成された連結部分
と、前記第1および第2高抵抗導電性セラミック焼結体
層の一方から前記連結部分、介して他方に延びる電流路
を形成した発熱部と、前記第1および第2高抵抗導電性
セラミック焼結体層と同一面上あるいは該第1および第
2高抵抗導電性セラミック焼結体層の表面上の少なくと
も一部に低抵抗の導電性材料で形成され、それぞれ該第
1および第2高抵抗導電性セラミック焼結体層と電気的
に接続された第1および第2リード部層とを有し、素子
全体の厚さが100〜2000μm、幅が200〜50
00μm、および長さが15〜70mmの範囲にそれぞれ
設定されている急速昇温発熱素子。 (2)前記発熱部の連結部分が、前記第1および第2高
抵抗導電性セラミック焼結体層の材料と同一の材料で形
成されている上記(1)の急速昇温発熱素子。 (3)前記第1および第2リード部層が、低抵抗の導電
性セラミック材料で形成された導電性セラミック焼結体
層である上記(1)または(2)の急速昇温発熱素子。 (4)前記電気絶縁性セラミック焼結体層と前記第1お
よび第2高抵抗導電性セラミック焼結体層の厚さが共に
1〜1000μm、前記発熱部全体の厚さが100〜2
000μmの範囲内に設定されている上記(1)ないし
(4)のいずれかの急速昇温発熱素子。 (5)前記電気絶縁性セラミック焼結体層と、発熱部
と、第1および第2リード部層とが、共に同一金属酸化
物である絶縁性第1成分と、同一金属の珪化物および/
または炭化物である導電性第2成分とを組成比を変えて
主成分とするセラミックで形成されている上記(1)〜
(4)のいずれかの急速昇温発熱素子。 (6)電気絶縁性セラミック焼結体層と、この電気絶縁
性セラミック焼結体層に接続された発熱部と、この発熱
部に電圧を印加するための第1および第2リード部層と
を備え、前記電気絶縁性セラミック焼結体層と、発熱部
と、第1および第2リード部層とが、共に同一金属酸化
物である絶縁性第1成分と、同一金属の珪化物および/
または炭化物である導電性第2成分とを組成比を変えて
主成分とするセラミックで形成されている急速昇温発熱
素子。 (7)前記電気絶縁性セラミック焼結体層と、前記発熱
部と、前記第1および第2リード部層において、第1成
分と第2成分の組成比が体積比でそれぞれ10:0〜
8:2、7.5:2.5〜5.5:4.5および5:5
〜0:10である上記(5)または(6)の急速昇温発
熱素子。 (8)前記金属酸化物が、酸化アルミニウム、酸化ジル
コニウム、酸化クロム、酸化チタン、酸化タンタル、酸
化ケイ素、酸化アルミニウムマグネシウムおよび酸化ア
ルミニウムケイ素のうち少なくとも一種であり、前記金
属珪化物が、モリブデン、タングステンおよびクロムの
珪化物のうち少なくとも一種であり、そして前記金属炭
化物が、シリコンおよびチタンの炭化物のうち少なくと
も一種である上記(5)ないし(7)のいずれかの急速
昇温発熱素子。 (9)前記第2成分が珪化モリブデンである上記(5)
ないし(8)のいずれかの急速昇温発熱素子。 (10)前記電気絶縁性セラミック焼結体、前記発熱部
ならびに前記第1および第2リード部層のうちの少なく
とも1層がアルカリ土類金属およびYを含む希土類金属
の酸化物を10wt% 以下含有する上記(5)ないし
(9)のいずれかの急速昇温発熱素子。 (11)外表面が化学的、熱的に安定な耐熱性、耐酸化
性の保護膜で被覆されている上記(1)ないし(10)の
いずれかの急速昇温発熱素子。 (12)前記保護膜が、シリカ、アルミナおよびクロミ
アの少なくとも一種以上で形成されている上記(11)の
急速昇温発熱素子。 (13)前記電気絶縁性セラミック焼結体層と、発熱部
と、第1および第2リード部層のうち少なくともいずれ
かが、炭化珪素を2wt%以下含む上記(6)ないし(1
2)のいずれかの急速昇温発熱素子。 (14)前記連結部分が3層以上で形成され、その中間
部の抵抗値が、その上下の層の抵抗値より大きく設定さ
れている上記(1)ないし(13)のいずれかの急速昇温
発熱素子。 (15)前記中間部が、前記電気絶縁性セラミック焼結
体層と実質的に同一厚さあるいは厚さの差が±20%以
内の厚さであって、前記電気絶縁性セラミック焼結体層
の先端に接続された中間層として形成されている上記
(13)の急速昇温発熱素子。 (16)第1および第2リード部層の抵抗値が、発熱部
の抵抗値の10分の1以下に設定されている上記(1)
ないし上記(14)のいずれかの急速昇温発熱素子。 (17)上記(1)ないし(16)のいずれかの急速昇温
発熱素子を製造する方法において、前記電気絶縁性セラ
ミック焼結体層と、発熱部と、第1および第2リード部
層を焼結前の状態で層状に形成して積層し、これを焼成
することによって素子を得ることを特徴とする急速昇温
発熱素子の製造方法。
The above objects are achieved by the present invention described in (1) to (17) below. (1) Electrically insulating ceramic sintered body layer, and first and second high resistance layers formed of a highly resistive conductive ceramic material on at least a part of both surfaces of the electrically insulating ceramic sintered body layer A conductive ceramic sintered body layer, a connecting portion integrally formed of the high resistance conductive ceramic material with the first and second high resistance conductive ceramic sintered body layers, and the first and second high resistance ceramic layers. The heat generating portion having a current path extending from one of the resistive conductive ceramic sintered body layers to the other portion through the connecting portion and the other, and the same surface as the first and second high resistive conductive ceramic sintered body layers, or At least a part of the surfaces of the first and second high resistance conductive ceramic sintered body layers are formed of a low resistance conductive material, and are electrically connected to the first and second high resistance conductive ceramic sintered body layers, respectively. First connected And a beauty second lead portion layer, the total thickness of the element is 100 to 2000, the width 200-50
A rapid heating element which has a length of 00 μm and a length of 15 to 70 mm. (2) The rapid heating element according to (1), wherein the connecting portion of the heat generating portion is formed of the same material as the material of the first and second high resistance conductive ceramics sintered body layers. (3) The rapid heating element according to (1) or (2), wherein the first and second lead layer are conductive ceramic sintered body layers made of a low resistance conductive ceramic material. (4) The electrically insulating ceramic sintered body layer and the first and second high resistance conductive ceramic sintered body layers each have a thickness of 1 to 1000 μm, and the entire heating portion has a thickness of 100 to 2
The rapid heating element according to any one of (1) to (4) above, which is set within a range of 000 μm. (5) The electrically insulating ceramic sintered body layer, the heat generating portion, the first and second lead portion layers are both an insulating first component which is the same metal oxide, and a silicide of the same metal, and / or
Alternatively, the above-mentioned (1) to (1), which is formed of a ceramic containing a conductive second component which is a carbide as a main component by changing the composition ratio.
The rapid heating element according to any one of (4). (6) An electrically insulating ceramic sintered body layer, a heating portion connected to the electrically insulating ceramic sintered body layer, and first and second lead portion layers for applying a voltage to the heating portion. The electrically insulating ceramic sintered body layer, the heat generating portion, the first and second lead portion layers are both an insulating first component that is the same metal oxide, and a silicide of the same metal, and / or
Alternatively, a rapid heating element which is made of a ceramic containing a conductive second component, which is a carbide, as a main component by changing the composition ratio. (7) In the electrically insulating ceramic sintered body layer, the heat generating portion, and the first and second lead portion layers, the composition ratio of the first component and the second component is 10: 0 by volume, respectively.
8: 2, 7.5: 2.5 to 5.5: 4.5 and 5: 5
The rapid heating element of (5) or (6), wherein the heating element is ˜0: 10. (8) The metal oxide is at least one of aluminum oxide, zirconium oxide, chromium oxide, titanium oxide, tantalum oxide, silicon oxide, magnesium aluminum oxide and silicon aluminum oxide, and the metal silicide is molybdenum or tungsten. And the silicide of chromium, and the metal carbide is at least one of carbides of silicon and titanium. (9) The above (5), wherein the second component is molybdenum silicide.
A rapid heating element according to any one of (8) to (8). (10) 10 wt% or less of an oxide of a rare earth metal containing an alkaline earth metal and Y is contained in at least one of the electrically insulating ceramic sintered body, the heat generating portion, and the first and second lead portion layers. The rapid heating element according to any one of (5) to (9) above. (11) The rapid heating element according to any one of (1) to (10), wherein the outer surface is covered with a heat-resistant and oxidation-resistant protective film that is chemically and thermally stable. (12) The rapid heating element according to (11), wherein the protective film is made of at least one of silica, alumina and chromia. (13) The above-mentioned (6) to (1), wherein at least one of the electrically insulating ceramic sintered body layer, the heat generating portion, and the first and second lead portion layers contains 2 wt% or less of silicon carbide.
2) Rapid heating element. (14) The rapid temperature rise according to any one of (1) to (13) above, in which the connecting portion is formed of three or more layers, and the resistance value of the middle portion is set to be larger than the resistance values of the upper and lower layers. Heating element. (15) The intermediate portion has substantially the same thickness as the electrically insulating ceramic sintered body layer or a thickness difference of ± 20% or less, and the electrically insulating ceramic sintered body layer. The rapid heating element according to (13) above, which is formed as an intermediate layer connected to the tip of the. (16) The resistance value of the first and second lead part layers is set to 1/10 or less of the resistance value of the heat generating part.
Thru | or the rapid temperature rising heat generating element in any one of said (14). (17) In the method for manufacturing the rapid heating element according to any one of (1) to (16), the electrically insulating ceramic sintered body layer, the heating portion, and the first and second lead portion layers are formed. A method for producing a rapid heating element, which is characterized in that the element is obtained by forming and stacking layers in a state before sintering and firing the layers.

【0011】[0011]

【作用】本発明の急速昇温発熱素子は、主要部分あるい
は全体をセラミックのグリーンシートを積層し、これを
単に短冊状に切断した後、焼成することによって製造す
ることができるので、焼成の前工程までを複数の素子を
一体にかつ同時に作製することができ、効率よく、しか
もその後の工程も焼成前の生の材料を単に短冊状に切断
し、焼成するだけでよいので、効率よく、しかも安価に
製造することができる。
The rapid heating element of the present invention can be manufactured by laminating a ceramic green sheet on the main part or the whole, cutting it into strips, and then firing it. Up to the steps, it is possible to fabricate a plurality of elements integrally and simultaneously, efficiently, and in the subsequent steps as well, it is sufficient to simply cut the raw material before firing into strips and fire, so It can be manufactured at low cost.

【0012】また、上記特公平4−61832号の急速
昇温発熱素子にあっては、U字形で内部に切り欠き空間
を有しているので、強度的に弱いものとなってしまうた
め、その2本の垂直部分の厚さをある程度大きく設定し
なければならず、従って全体としても大きなサイズのも
のとなってしまう。また、耐久性も低い。しかしなが
ら、本発明の急速昇温発熱素子においては、電気絶縁性
セラミック焼結体層を用いて、この層に発熱部とリード
部とを一体化している。また、発熱部は電気絶縁性セラ
ミックの先端部の端面および側面に一体化されている。
そして、その全体構造は通常一体の板状となる。これら
のため、強度的に強く、小型化が可能となる。この小型
化に伴って、昇温に要するエネルギが小さくてすみ、熱
衝撃に強く、くり返し長時間の急速昇温に対して耐久性
が高いという大きな利点がある。
Further, the rapid heating element of Japanese Patent Publication No. 4-61832 has a U-shape and has a notch space therein, which is weak in strength. It is necessary to set the thickness of the two vertical portions to be large to some extent, so that the overall size becomes large. Also, the durability is low. However, in the rapid heating element of the present invention, the electrically insulating ceramic sintered body layer is used, and the heating portion and the lead portion are integrated with this layer. The heat generating portion is integrated with the end surface and side surface of the tip portion of the electrically insulating ceramic.
And the whole structure is usually an integral plate. For these reasons, the strength is strong and downsizing is possible. With this miniaturization, there is a great advantage that the energy required for temperature rise is small, it is resistant to thermal shock, and has high durability against repeated rapid temperature rise.

【0013】また、酸化物と、珪化物および/または炭
化物とを主成分として、電気絶縁性セラミック焼結体層
と発熱部とリード部とを構成し、各層の構成成分と共に
同一成分として、その組成比をかえるとくり返し長時間
の急速昇温によってもクラックの発生や抵抗劣化がな
く、高い耐久性が得られる。さらに、窒化物を用いると
きには、窒素中での焼結を行わないとNTC特性を示し
実用できないが、上記のように窒化物を用いなければ、
焼結条件の制約がなくなり、すぐれたPTC特性を安定
に得ることができ、すぐれた昇温特性を得ることができ
る。
Further, the electrically insulating ceramics sintered body layer, the heat generating portion and the lead portion are composed of an oxide and a silicide and / or a carbide as main components, which are the same as the constituent components of each layer. If the composition ratio is changed, cracking and resistance deterioration will not occur even if the temperature is rapidly raised for a long time, and high durability can be obtained. Further, when a nitride is used, it cannot be put into practical use because it shows NTC characteristics unless it is sintered in nitrogen, but if a nitride is not used as described above,
There is no restriction on the sintering conditions, excellent PTC characteristics can be stably obtained, and excellent temperature rising characteristics can be obtained.

【0014】なお、特開平1−202470号公報には
電気絶縁層の上下および一端部に導電層一体的に形成し
た焼結体にリード部を接着したヒータが開示されてい
る。しかし、このものはリード層が一体的に形成されて
いないので、素子全体が発熱体となり温度上昇するた
め、リード部の接続部を高温に耐えるものとする必要が
ある。しかし、リード部の接続部の接着強度を高温発熱
時においても保つことはきわめてむずかしく、実用的で
はない。バネ等を用いて機械的な圧力で接触を取ること
も考えられるが、やはり高温となるとそれに耐える材質
のものは少なく、例えあったとしても長期間の使用は期
待できない。接続部をセメント等で固めることも考えら
れるが、いずれにしても接続部の温度上昇は避けられな
い。
JP-A-1-202470 discloses a heater in which a lead portion is bonded to a sintered body integrally formed on the upper and lower ends and one end portion of an electric insulating layer. However, since the lead layer is not integrally formed in this device, the entire element becomes a heating element and the temperature rises. Therefore, it is necessary to withstand the high temperature at the connecting portion of the lead portion. However, it is extremely difficult to maintain the adhesive strength of the connecting portion of the lead portion even at the time of high temperature heat generation, and it is not practical. It is conceivable to use a spring or the like to make contact with mechanical pressure, but there are few materials that can withstand high temperatures, and even if there are any, long-term use cannot be expected. It is conceivable to harden the joint with cement or the like, but in any case, an increase in the temperature of the joint is unavoidable.

【0015】[0015]

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成を詳細に説明
する。
Specific Structure The specific structure of the present invention will be described in detail below.

【0016】図1、図2および図3には、本発明の急速
昇温発熱素子の好適例3例が示されている。
1, 2 and 3 show three preferred examples of the rapid heating element of the present invention.

【0017】本発明の急速昇温発熱素子は、例えば全体
として長方形の板状であることが望ましく、電気絶縁性
セラミック焼結体層1、発熱部2、および第1および第
2リード部を備えている。素子の全体形状は上記のよう
に通常板状であることが好ましいが、円柱状等の形状を
とってもよい。上記発熱部2は、上記電気絶縁性セラミ
ック焼結体層1の表面および裏面のそれぞれの全面(図
1参照)あるいは一部分(図2参照)に、比較的高抵抗
の導電性セラミック材料で平面あるいは曲面の板状に形
成された第1および第2高抵抗導電性セラミック焼結体
層2aおよび2bと、第1および第2高抵抗導電性セラ
ミック焼結体層2aおよび2bの一方から他方に、前記
電気絶縁性セラミック焼結体層の周縁の一部、図示の場
合には先端部に沿って延びる電流路を形成するように、
比較的高抵抗の導電性セラミック材料で、第1および第
2高抵抗導電性セラミック焼結体層2aおよび2bと一
体的に形成された連結部分2cとを備えている。
The rapid heating element of the present invention preferably has a rectangular plate shape as a whole, for example, and is provided with an electrically insulating ceramic sintered body layer 1, a heating portion 2, and first and second lead portions. ing. The overall shape of the element is usually preferably plate-like as described above, but may be cylindrical or the like. The heat generating portion 2 is made of a conductive ceramic material having a relatively high resistance on a whole surface (see FIG. 1) or a portion (see FIG. 2) of the front surface and the back surface of the electrically insulating ceramic sintered body layer 1 or a plane surface. From the first and second high resistance conductive ceramics sintered body layers 2a and 2b and the first and second high resistance conductive ceramics sintered body layers 2a and 2b formed in a curved plate shape to the other, A part of the peripheral edge of the electrically insulating ceramic sintered body layer, so as to form a current path extending along the tip portion in the case shown,
The conductive ceramic material has a relatively high resistance, and includes first and second high resistance conductive ceramic sintered body layers 2a and 2b and a connecting portion 2c integrally formed.

【0018】上記第1および第2リード部層3および4
は、それぞれ例えば図1、図3に示されているように第
1および第2高抵抗導電性セラミック焼結体層2a、2
bの後端部に段差を設け、この第1および第2高抵抗導
電性セラミック焼結体層2a、2bの後端側の薄肉部分
の上に形成されているか、図2に示されているように、
電気絶縁性セラミック焼結体層1上に、第1および第2
高抵抗導電性セラミック焼結体層2a、2b表面と連続
面が形成されるように接続されている。
The first and second lead portion layers 3 and 4
Are the first and second high resistance conductive ceramic sintered body layers 2a, 2 as shown in FIGS. 1 and 3, respectively.
FIG. 2 shows that a step is provided at the rear end portion of b and is formed on the thin portion on the rear end side of the first and second high resistance conductive ceramic sintered body layers 2a and 2b. like,
On the electrically insulating ceramic sintered body layer 1, the first and second layers are formed.
The high resistance conductive ceramics sintered body layers 2a and 2b are connected so as to form a continuous surface.

【0019】以上の構成においては、図から明らかなよ
うに、本発明の急速昇温発熱素子は、好ましくは全体と
して長方形の板状に形成されており、その長尺方向の端
部の先端部に発熱部2が形成されている。
In the above-mentioned structure, as is clear from the figures, the rapid heating element of the present invention is preferably formed in a rectangular plate shape as a whole, and the tip of the end portion in the longitudinal direction is formed. The heat generating portion 2 is formed on the.

【0020】上記第1および第2リード部層3および4
上には、金属で形成された外部接続電極層5、6が形成
されている。この外部接続電極層5、6は、第1および
第2リード部層3および4上であるならいずれの位置で
あってもよいが、急速昇温発熱素子の上記発熱部2の形
成端部とは反対側の端部、あるいはその近傍に設け、高
温にならないようにすることが望ましい。
The first and second lead portion layers 3 and 4
The external connection electrode layers 5 and 6 made of metal are formed on the top. The external connection electrode layers 5 and 6 may be located at any positions on the first and second lead part layers 3 and 4, but are not limited to the ends where the heating part 2 of the rapid heating element is formed. Is preferably provided at the end on the opposite side or in the vicinity thereof to prevent high temperature.

【0021】なお、上記発熱部2の連結部分2cのサイ
ズが大きくなる場合には、面積の大小の関係で、第1お
よび第2高抵抗導電性セラミック焼結体層2a、2bの
みが発熱する場合があるが、この場合には、図3に示し
たように、中央部により高抵抗の高抵抗層2dを挟んだ
サンドイッチ構造とし、連結部分2cが十分に発熱する
ようにしてもよい。
When the size of the connecting portion 2c of the heat generating portion 2 becomes large, only the first and second high resistance conductive ceramic sintered body layers 2a and 2b generate heat due to the size of the area. However, in this case, as shown in FIG. 3, a sandwich structure in which a high-resistance high-resistance layer 2d is sandwiched between the central portions may be provided so that the connecting portion 2c sufficiently generates heat.

【0022】図示はしていないが、本発明の急速昇温発
熱素子は、外表面が化学的、熱的に安定な耐熱性、耐酸
化性の保護膜で被覆されていることが望ましい。
Although not shown, it is desirable that the outer surface of the rapid heating element of the present invention is covered with a chemically and thermally stable heat-resistant and oxidation-resistant protective film.

【0023】本発明の急速昇温発熱素子においては、室
温から1000〜1500℃への昇温時間が10秒以
内、好ましくは1〜5秒に設定される。また、本発明の
急速昇温発熱素子においては、その素子抵抗は、使用電
力と使用電圧範囲によって変わるが、概ね0.5〜20
kΩの範囲に設定される。そして、発熱部の抵抗値は、
第1および第2リード部層の抵抗値の10倍以上、特に
20〜1000倍程度とする。この結果、特に端子電極
の部分における温度があまり高くならないようにするこ
とができる。なお、上記抵抗値は、素子が発熱して温度
が室温から1000℃に上昇したときに、PTC特性の
ため4倍程度に増大するので、室温での抵抗値を目標値
の4分の1程度に下げて設定することもある。
In the rapid heating element of the present invention, the heating time from room temperature to 1000 to 1500 ° C. is set within 10 seconds, preferably 1 to 5 seconds. In the rapid heating element of the present invention, the element resistance varies depending on the power used and the voltage range used, but is generally 0.5 to 20.
It is set in the range of kΩ. And the resistance value of the heat generating part is
The resistance value of the first and second lead portion layers is set to be 10 times or more, particularly about 20 to 1000 times. As a result, it is possible to prevent the temperature of the terminal electrode portion from becoming too high. The resistance value increases about four times due to the PTC characteristic when the element heats up and the temperature rises from room temperature to 1000 ° C. Therefore, the resistance value at room temperature is about a quarter of the target value. May be set to lower.

【0024】本発明の急速昇温発熱素子は、その厚さを
100〜2000μmの範囲、その幅を200〜500
0μm、好ましくは 800〜3000μmの範囲、そ
の長さを15〜70mm、好ましくは25〜50mmの
範囲に設定することが望ましい。
The rapid heating element of the present invention has a thickness in the range of 100 to 2000 μm and a width in the range of 200 to 500.
It is desirable to set 0 μm, preferably 800 to 3000 μm, and its length to 15 to 70 mm, preferably 25 to 50 mm.

【0025】厚さが上記の範囲未満では機械的強度が弱
く、上記範囲を超えると、熱容量が大きくなりすぎ昇温
速度が遅くなるとともに、耐熱衝撃性が低下し、急速昇
温時にクラックの発生の原因となる。幅が上記の範囲未
満では機械的強度が弱く取扱いが難しくなるとともに、
発熱容量が小さくなってくる。また、長時間使用で導電
体の酸化が進むと、酸化層の比率が高くなり易く、酸化
の影響を強く受けるようになってくる。一方、上記範囲
を超えると、熱容量が大きくなりすぎ昇温速度が遅くな
ってくる。また、放熱面積が大きくなってからも、昇温
が遅くなってくる。また、耐熱衝撃性が低下し、急速昇
温時にクラック発生の原因となってくる。
If the thickness is less than the above range, the mechanical strength is weak, and if it exceeds the above range, the heat capacity becomes too large and the rate of temperature rise becomes slower, and the thermal shock resistance lowers, and cracks are generated during rapid temperature rise. Cause of. If the width is less than the above range, the mechanical strength is weak and handling becomes difficult.
The heat generation capacity becomes smaller. Further, when the oxidation of the conductor progresses after a long period of use, the ratio of the oxide layer is likely to increase, and the influence of the oxidation becomes stronger. On the other hand, when it exceeds the above range, the heat capacity becomes too large and the temperature rising rate becomes slow. Moreover, even if the heat dissipation area becomes large, the temperature rise becomes slow. In addition, the thermal shock resistance is lowered, and it becomes a cause of cracking at the time of rapid temperature rise.

【0026】また、素子の長さが上記の範囲未満である
と、端子電極を発熱部から十分に離して設置することが
困難となり、端子電極の部分の温度が高くなってくる。
一方、長さが上記の範囲を超えると、機械的な衝撃等に
弱くなり、取扱いが難しくなってくる。
If the length of the element is less than the above range, it becomes difficult to install the terminal electrode sufficiently away from the heat generating portion, and the temperature of the terminal electrode portion becomes high.
On the other hand, when the length exceeds the above range, it becomes vulnerable to mechanical shock and the like, and it becomes difficult to handle.

【0027】上記電気絶縁性セラミック焼結体層1およ
び第1および第2高抵抗導電性セラミック焼結体層2
a、2bの厚さは、共に1〜1000μm、好ましくは
10〜500μmの範囲に設定することが望ましい。1
μm未満では、機械的強度がもたず、またスルーホール
等が発生し易くなり、電気的に短絡し易くなってくる。
一方、1000μmを超えると、熱容量が大きくなり、
昇温速度が遅くなると同時に、急昇温による熱衝撃で素
子が破壊し易くなってくる。
The electrically insulating ceramic sintered body layer 1 and the first and second high resistance conductive ceramic sintered body layers 2
It is desirable that the thicknesses a and 2b are both set in the range of 1 to 1000 μm, preferably 10 to 500 μm. 1
If it is less than μm, it has no mechanical strength, and a through hole or the like is likely to occur, which easily causes an electrical short circuit.
On the other hand, when it exceeds 1000 μm, the heat capacity becomes large,
At the same time that the temperature rising rate becomes slower, the element is more likely to be destroyed by the thermal shock caused by the sudden temperature rise.

【0028】上記発熱部全体の厚さは、100〜200
0μm、好ましくは500〜1000μmの範囲に設定
することが望ましい。100μm未満では機械的強度が
もたず、使用に耐えなくなってくる。また、長時間使用
していると、導電体中に発生する酸化層と反応し、絶縁
劣化が起きやすくなる。一方、2000μmを超える
と、熱容量が大きくなりすぎ、昇温に時間がかかり、耐
熱衝撃性も低下してくる。さらに、発熱特性の点から、
発熱部の連結部分2cは、電気絶縁性セラミック焼結体
層の先端側に200〜2000μm存在することが望ま
しい。そして、第1および第2高抵抗導電性セラミック
焼結体層2a、2bは、電気絶縁性セラミック焼結体層
1上に最小100μm、特に最小500μm、最大電気
絶縁性セラミック焼結体層1の長さで存在することが望
ましい。このような長さとすることにより、発熱部の均
熱領域が広がり、繰り返し昇温によるクラックの発生等
が減少し、耐熱衝撃性、耐久性が向上する。
The total thickness of the heat generating portion is 100 to 200.
It is desirable to set in the range of 0 μm, preferably 500 to 1000 μm. If it is less than 100 μm, it has no mechanical strength and cannot be used. In addition, if it is used for a long time, it reacts with the oxide layer generated in the conductor, and the insulation deterioration easily occurs. On the other hand, when it exceeds 2000 μm, the heat capacity becomes too large, the temperature rise takes time, and the thermal shock resistance also decreases. Furthermore, in terms of heat generation characteristics,
It is desirable that the connecting portion 2c of the heat generating portion be present at 200 to 2000 μm on the tip side of the electrically insulating ceramic sintered body layer. The first and second high-resistance conductive ceramics sintered body layers 2a, 2b are formed on the electrically insulating ceramics sintered body layer 1 at a minimum of 100 μm, particularly at a minimum of 500 μm, and at a maximum of the maximum electrically insulating ceramics sintered body layer 1. It is desirable to exist in length. With such a length, the soaking area of the heat generating portion is expanded, the occurrence of cracks due to repeated temperature rise is reduced, and the thermal shock resistance and durability are improved.

【0029】さらに、急速昇温をより良好なものとする
ためには発熱部の体積を素子全体の1〜60%、好まし
くは5〜40%とすることが好ましい。
Further, in order to make the rapid temperature rise better, it is preferable that the volume of the heat generating portion is 1 to 60%, preferably 5 to 40% of the whole element.

【0030】なお、第1および第2リード部層3、4の
厚さは、1〜1000μm程度とする。
The thickness of the first and second lead portion layers 3 and 4 is about 1 to 1000 μm.

【0031】上記電気絶縁性セラミック焼結体層は、金
属酸化物である絶縁性第1成分と、金属珪化物および/
または金属炭化物である導電性第2成分とを主体とする
セラミックで形成されている。この場合、絶縁性第1成
分のみを用いてもよいが、さらに導電性第2成分を含有
させることが好ましい。これにより耐久性が向上する。
The electrically insulating ceramic sintered body layer comprises an insulating first component which is a metal oxide, a metal silicide and //
Alternatively, it is formed of a ceramic mainly containing a conductive second component which is a metal carbide. In this case, only the insulating first component may be used, but it is preferable to further contain the conductive second component. This improves durability.

【0032】金属酸化物としては、酸化アルミニウム、
酸化ジルコニウム、酸化クロム、酸化チタン、酸化タン
タル、酸化ケイ素、酸化アルミニウムマグネシウム、酸
化アルミニウムケイ素(例えばムライト3Al23
2SiO2 やシリマナイトAl23 ・SiO2 )等の
うち少なくとも一種の粉体が用いられる。
As the metal oxide, aluminum oxide,
Zirconium oxide, chromium oxide, titanium oxide, tantalum oxide, silicon oxide, magnesium aluminum oxide, silicon aluminum oxide (for example, mullite 3Al 2 O 3 ·.
At least one powder of 2SiO 2 and sillimanite Al 2 O 3 .SiO 2 ) is used.

【0033】はた、上記金属珪化物としては、モリブデ
ン、タングステンおよびクロムの珪化物のうち少なくと
も一種の粉体が用いられる。そして、上記金属炭化物と
しては、シリコンおよびチタンの炭化物のうち少なくと
も一種の粉体が用いられる。上記第2成分としては、上
記のうち珪化物、特に珪化モリブデンを用いることが最
も好ましい。
Further, as the metal silicide, at least one kind of powder of silicide of molybdenum, tungsten and chromium is used. As the metal carbide, at least one kind of powder of silicon and titanium carbide is used. Of the above, it is most preferable to use a silicide, especially molybdenum silicide, as the second component.

【0034】電気絶縁性セラミック焼結体層1中の上記
絶縁性第1成分と導電性第2成分の組成比は、体積比で
10:0〜8:2、好ましくは10:0〜9.3:0.
7、特に9.8:0.2〜9.3:0.7に設定するこ
とが望ましい。導電性第2成分が20体積%を超える
と、絶縁性第1成分による絶縁が崩れ、導電性を持ちや
すくなる。
The composition ratio of the insulating first component and the conductive second component in the electrically insulating ceramic sintered body layer 1 is 10: 0 to 8: 2 by volume ratio, preferably 10: 0 to 9. 3: 0.
It is desirable to set it to 7, especially 9.8: 0.2 to 9.3: 0.7. When the conductive second component exceeds 20% by volume, the insulation due to the insulating first component breaks down and it becomes easier to have conductivity.

【0035】発熱部2も上記電気絶縁性セラミック焼結
体層1と同様、金属酸化物である絶縁性第1成分と、金
属珪化物および/または金属炭化物である導電性第2成
分を主体とするセラミックで形成されている。金属酸化
物、金属珪化物および金属炭化物としては、上記と同様
のものを用いることができる。
As in the case of the electrically insulating ceramic sintered body layer 1, the heat generating portion 2 is mainly composed of an insulating first component which is a metal oxide and a conductive second component which is a metal silicide and / or a metal carbide. It is made of ceramic. As the metal oxide, metal silicide and metal carbide, the same ones as described above can be used.

【0036】発熱部における絶縁性第1成分と導電性第
2成分の組成比は、粒度分布の影響を特に受けるが、平
均粒径2μm程度のもので、体積比で7.5:2.5〜
5.5:4.5、好ましくは7:3〜7.6:2.4に
設定することが望ましい。導電性第2成分が25体積%
未満では抵抗が高くなりすぎ、4.5体積%を超える
と、抵抗が下がりすぎ、発熱量が極端に下がりすぎる。
The composition ratio of the insulative first component and the electrically conductive second component in the heat generating part is particularly influenced by the particle size distribution, but the average particle size is about 2 μm, and the volume ratio is 7.5: 2.5. ~
It is desirable to set it to 5.5: 4.5, preferably 7: 3 to 7.6: 2.4. 25% by volume of the conductive second component
If it is less than 4.5%, the resistance becomes too high, and if it exceeds 4.5% by volume, the resistance becomes too low and the calorific value extremely decreases.

【0037】この発熱部2においては、図3に示したよ
うな構造のものとしたとき、高抵抗層2dの部分におい
ては、他の部分より絶縁性第1成分の比率を多くし高抵
抗のものとする。この比率は、主として第1および第2
高抵抗導電性セラミック焼結体層2a、2bと連結部分
2cのサイズに基づき計算される第1および第2高抵抗
導電性セラミック焼結体層2a、2bと連結部分2cの
抵抗値によって決定される。
When the heat generating portion 2 has a structure as shown in FIG. 3, the high resistance layer 2d has a higher proportion of the insulating first component than the other portions and has a high resistance. I shall. This ratio is mainly for the first and second
It is determined by the resistance values of the first and second high resistance conductive ceramic sintered body layers 2a, 2b and the connecting portion 2c calculated based on the sizes of the high resistance conductive ceramic sintered body layers 2a, 2b and the connecting portion 2c. It

【0038】第1および第2リード部層3および4も上
記電気絶縁性セラミック焼結体層1および発熱部2と同
様、金属酸化物である絶縁性第1成分と、金属珪化物お
よび/または金属炭化物である導電性第2成分を主体と
するセラミックで形成されている。この際、導電性第2
成分のみを用いてもよいが、耐久性等の点では絶縁性第
2成分を添加することが好ましい。金属酸化物、金属珪
化物および金属炭化物としては、上記と同様のものを用
いることができる。
The first and second lead portion layers 3 and 4 are also the same as the electrically insulating ceramic sintered body layer 1 and the heat generating portion 2, and the insulating first component which is a metal oxide, and the metal silicide and / or It is formed of a ceramic mainly containing a conductive second component which is a metal carbide. At this time, the conductive second
Although only the component may be used, it is preferable to add the insulating second component in terms of durability and the like. As the metal oxide, metal silicide and metal carbide, the same ones as described above can be used.

【0039】第1および第2リード部層における絶縁性
第1成分と導電性第2成分の組成比は、体積比で5:5
〜0:10、好ましくは5:5〜1:9に設定すること
が望ましい。導電性第2成分が50体積%未満ではリー
ド部層での発熱が多くなりすぎる。
The composition ratio of the insulating first component and the conductive second component in the first and second lead layers is 5: 5 by volume.
It is desirable to set it to ˜0: 10, preferably 5: 5 to 1: 9. When the content of the conductive second component is less than 50% by volume, heat generation in the lead layer becomes too large.

【0040】この第1および第2リード部層は、場合に
よっては、セラミック層でなく、金属あるいは合金の焼
付け、溶射、めっき、スパッタ等による層であってもよ
い。用いることのできる金属としては、例えば、白金、
パラジウム、合金としては、ステンレス、ニッケル−ク
ロム−アルミニウム、コバルト、イットリウム系の合金
Ni−Cr−Al−Y、Co−Cr−Al−Y、Ni−
Co−Cr−Al−Y、Ni−Crが挙げられる。
The first and second lead portion layers may be layers formed by baking a metal or an alloy, thermal spraying, plating, sputtering, etc., instead of the ceramic layers in some cases. Examples of metals that can be used include platinum,
As palladium and alloys, stainless steel, nickel-chromium-aluminum, cobalt, yttrium-based alloys Ni-Cr-Al-Y, Co-Cr-Al-Y, Ni-
Co-Cr-Al-Y and Ni-Cr are mentioned.

【0041】上記端子電極は、パラディウム、銀、ニッ
ケル、アルミニウム、はんだ等により形成される。パラ
ディウム、銀、ニッケルの場合には、焼付けで、アルミ
ニウムの場合には溶射により形成される。
The terminal electrodes are formed of palladium, silver, nickel, aluminum, solder or the like. Palladium, silver, and nickel are formed by baking, and aluminum is formed by thermal spraying.

【0042】上記前記保護膜は、シリカ、アルミナ、チ
タニア、クロミアおよび酸化錫等のうちの少なくとも一
種以上で形成されている。そして、その厚さは、0.1
〜100μm、特に1〜100μm 程度とされる。保護
膜は、酸化処理法によって形成されても、また上記金属
の溶液中にディッピングする方法、ゾルゲル法、塗布法
等で形成されたものであってもよい。
The protective film is made of at least one of silica, alumina, titania, chromia, tin oxide and the like. And its thickness is 0.1
˜100 μm, especially about 1-100 μm. The protective film may be formed by an oxidation treatment method, or may be formed by a method of dipping in a solution of the above metal, a sol-gel method, a coating method, or the like.

【0043】上記電気絶縁性セラミック焼結体層、発熱
部および第1および第2リード部層は、好ましくは全て
同一の絶縁性第1成分と同一の導電性第2成分で主成分
とするものであって、その組成比のみが異なるセラミッ
ク焼結体で構成されていることが望ましい。特に、各層
間の結合度が強固になり、耐久性が向上するからであ
る。
The electrically insulating ceramic sintered body layer, the heat generating portion, and the first and second lead portion layers are preferably composed mainly of the same insulating first component and the same conductive second component. It is desirable that the ceramic sintered bodies differ only in their composition ratio. In particular, the degree of bonding between the layers becomes strong and the durability is improved.

【0044】この場合、各層は、炭化珪素を2wt%以下
含んでいてもよい。また、焼結助剤としてアルカリ土類
金属、Yを含む希土類金属の酸化物あるいは焼成により
酸化物となる化合物、例えば炭酸塩、しゅう酸塩、水酸
化物等が添加されて、Ca、Ba、Mgなどや、Y、L
a、Ce、Sm、Dy、Ndなどの1種以上の酸化物が
10wt% 以下、特に0.1〜10wt% 含まれていてもよ
い。焼結助剤の添加により、表面平滑性が向上する。な
お、絶縁性第1成分と導電性第2成分は、それぞれ1〜
50μm程度および1〜50μm程度のグレインサイズ
とされる。
In this case, each layer may contain 2 wt% or less of silicon carbide. Further, as a sintering aid, an oxide of an alkaline earth metal, a rare earth metal containing Y, or a compound which becomes an oxide by firing, such as a carbonate, an oxalate, or a hydroxide, is added, and Ca, Ba, Mg etc., Y, L
One or more oxides such as a, Ce, Sm, Dy and Nd may be contained in an amount of 10 wt% or less, particularly 0.1 to 10 wt%. The addition of the sintering aid improves the surface smoothness. The insulating first component and the conductive second component are each 1 to
The grain size is about 50 μm and about 1 to 50 μm.

【0045】次に、本発明の急速昇温発熱素子の製造方
法について説明する。
Next, a method for manufacturing the rapid heating element of the present invention will be described.

【0046】この製造にあたっては、まず、電気絶縁性
セラミック焼結体層、発熱部および第1および第2リー
ド部層の原材料の調合が行なわれる。
In this manufacture, first, raw materials for the electrically insulating ceramic sintered body layer, the heat generating portion and the first and second lead portion layers are prepared.

【0047】この調合は、絶縁性第1成分の粉体と、導
電性第2成分の粉体を、上記電気絶縁性セラミック焼結
体層、発熱部および第1および第2リード部層用とし
て、上記の組成比で計量し、それらにバインダおよび溶
剤を添加することによって行なわれる。
In this preparation, the powder of the insulating first component and the powder of the conductive second component were used for the above-mentioned electrically insulating ceramic sintered body layer, the heat generating portion and the first and second lead portion layers. , The above composition ratios are measured, and a binder and a solvent are added to them.

【0048】上記絶縁性第1成分の粉体と、導電性第2
成分の粉体の平均粒径は、それぞれ0.1〜3μm程
度、0.5〜8μm程度、であることが望ましい。バイ
ンダとしては、アクリル系バインダを用いることができ
る。また、溶剤としては、トルエンを用いることができ
る。
Powder of the above-mentioned insulating first component and conductive second
The average particle diameter of the component powder is preferably about 0.1 to 3 μm and about 0.5 to 8 μm, respectively. An acrylic binder can be used as the binder. Further, toluene can be used as the solvent.

【0049】調合された材料は、例えばボールミルで混
合されて、スラリとされる。混合時間は、例えば3〜2
4時間程度とすればよい。上記スラリを用いて、通常の
ドクターブレード法あるいは押し出し法により、上記電
気絶縁性セラミック焼結体層、発熱部および第1および
第2リード部層用の3種のグリーンシートを作製する。
各グリーンシートの厚さは、焼成後の厚さが上記の範囲
内になるように、予め計算して決定された値とする。
The prepared materials are mixed into a slurry by, for example, a ball mill. The mixing time is, for example, 3 to 2
It may be about 4 hours. Using the slurry, three types of green sheets for the electrically insulating ceramic sintered body layer, the heat generating portion, and the first and second lead portion layers are produced by a normal doctor blade method or extrusion method.
The thickness of each green sheet is a value calculated and determined in advance so that the thickness after firing falls within the above range.

【0050】この後、各グリーンシートを、断面が例え
ば図1、図2、図3のいずれかとなるようにして積層す
る。この積層は、圧力50〜2000kg/cm2 、温
度50〜150℃の条件で熱圧着により行なわれる。
After that, the respective green sheets are laminated so that the cross section thereof becomes, for example, one of FIG. 1, FIG. 2 and FIG. This lamination is performed by thermocompression bonding under the conditions of a pressure of 50 to 2000 kg / cm 2 and a temperature of 50 to 150 ° C.

【0051】積層化は、各シートを作らずに、混合した
形成された各種スラリを用いて、スクリーン印刷法を繰
り返すことにより行なうことも可能である。
The lamination can be carried out by repeating the screen printing method using various mixed and formed slurries without producing each sheet.

【0052】この後、カッタにより各素子形状に短冊状
に切断される。この場合、最高でも長方形の4辺を切断
すればよい。
Thereafter, each element is cut into strips by a cutter. In this case, at most, four sides of the rectangle may be cut.

【0053】上記切断の後、脱バインダ処理および焼成
を行なう。脱バインダ処理は、例えば次の条件で行なう
こととが望ましい。
After the cutting, binder removal processing and firing are performed. The binder removal processing is desirably performed under the following conditions, for example.

【0054】昇温速度:6〜300℃/時間、特に30
〜120℃/時間 保持温度:250〜380℃/、特に300〜350℃ 保持時間:1〜24時間、特に5〜20時間 雰囲気 :空気、窒素ガス、アルゴンガス、窒素ガス−
水蒸気
Rate of temperature rise: 6 to 300 ° C./hour, especially 30
-120 ° C / hour Holding temperature: 250-380 ° C /, especially 300-350 ° C Holding time: 1-24 hours, especially 5-20 hours Atmosphere: Air, nitrogen gas, argon gas, nitrogen gas-
water vapor

【0055】焼成は、例えば次の条件で行なうことが望
ましい。
The firing is preferably performed under the following conditions, for example.

【0056】昇温速度:300〜2000℃/時間、特
に500〜1000℃/時間 保持温度:1400〜1700℃/、特に1500〜1
650℃ 保持時間:0.5〜3時間、特に1〜2時間 冷却速度:300〜2000℃/時間、特に500〜1
000℃/時間
Temperature rising rate: 300 to 2000 ° C./hour, particularly 500 to 1000 ° C./hour Holding temperature: 1400 to 1700 ° C. /, especially 1500 to 1
650 ° C. Holding time: 0.5 to 3 hours, especially 1 to 2 hours Cooling rate: 300 to 2000 ° C./hour, especially 500 to 1
000 ° C / hour

【0057】焼成雰囲気は、真空、アルゴンガス、ヘリ
ウムガス、水素ガス等とすることができる。なお、窒素
雰囲気は用いないことが望ましい。発熱部等が窒化され
ると、マイナスの温度特性を持ってしまうからである。
上記脱バインダ処理および焼成は、それぞれ独立に行な
っても、連続しておこなってもよい。
The firing atmosphere may be vacuum, argon gas, helium gas, hydrogen gas or the like. It is desirable not to use a nitrogen atmosphere. This is because if the heat generating portion or the like is nitrided, it will have a negative temperature characteristic.
The binder removal treatment and firing may be performed independently or continuously.

【0058】以上のようにして得られた焼結体の表面に
は、上記保護層が被覆される。この被覆は、被覆材料が
分散された分散液中、あるいは金属アルコキシドまたは
被覆材料を分散したアルコキシド溶液中に浸漬して行な
ったり、、被覆材料がシリカの場合には、シリコン樹脂
を焼結体表面に塗布し、これを焼くことによっても行な
うことができる。
The surface of the sintered body obtained as described above is coated with the protective layer. This coating is performed by immersing it in a dispersion liquid in which the coating material is dispersed, or in a metal alkoxide or an alkoxide solution in which the coating material is dispersed, or when the coating material is silica, the silicon resin is applied to the surface of the sintered body. It can also be carried out by applying it to and baking it.

【0059】最後に、第1および第2リード部層の表面
の所定位置に銀等を焼付け等して端子電極を形成して、
本発明の急速昇温発熱素子の製造を完了する。さらに
は、リード線を電気的に接続し、ソケットで固定しても
よい。
Finally, a terminal electrode is formed by baking silver or the like at predetermined positions on the surfaces of the first and second lead portion layers,
The manufacture of the rapid heating element of the present invention is completed. Further, the lead wire may be electrically connected and fixed with a socket.

【0060】以上により製造された本発明の急速昇温発
熱素子は、ガス着火器等に用いられ、その駆動電圧は、
例えばカーバッテリの12Vから400V程度とされ
る。
The rapid heating element of the present invention manufactured as described above is used for a gas igniter or the like, and its driving voltage is
For example, it is set to about 12V to 400V of the car battery.

【0061】[0061]

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below by showing specific examples of the present invention.

【0062】<実施例1>上記電気絶縁性セラミック焼
結体層、発熱部および第1および第2リード部層のセラ
ミックの主成分として、共通してAl2 3 とMoSi
2 を用い、次のように配合した。 Al2 3 MoSi2 電気絶縁性セラミック焼結体層 95体積% 5体積% 発熱部 70体積% 30体積% 第1および第2リード部層 20体積% 80体積% 粉体平均粒径 0.4μm 2μm バインダ メタアクリル系バインダ 溶剤 トルエン
<Embodiment 1> Al 2 O 3 and MoSi are commonly used as the main components of the ceramics of the electrically insulating ceramic sintered body layer, the heating portion and the first and second lead portion layers.
2 was used and compounded as follows. Al 2 O 3 MoSi 2 Electrically insulating ceramic sintered body layer 95% by volume 5% by volume Heat generating part 70% by volume 30% by volume First and second lead layer 20% by volume 80% by volume Powder average particle size 0.4 μm 2μm binder methacrylic binder solvent toluene

【0063】以上をボールミルで24時間混合してスラ
リをそれぞれ作製し、これらを用いてドクターブレード
法によりシートを作製し、さらに図1の層構造(端子電
極含まず)になるように、金型中に積層し、素子全体の
厚さが焼成後に表1の厚さとなるように、60℃、80
0kg/cm2 の条件で加圧成形した。
The above was mixed in a ball mill for 24 hours to prepare slurries, and these were used to prepare a sheet by the doctor blade method. Further, a metal mold was formed so as to have the layer structure (not including the terminal electrodes) of FIG. 60 ° C. and 80 ° C. so that the entire thickness of the device becomes the thickness shown in Table 1 after firing.
Pressure molding was performed under the condition of 0 kg / cm 2 .

【0064】次に、成形体を、図1に示す構造となるよ
うに、表1に示す種々の寸法(該寸法は焼成後のものを
示す)に切断した。
Next, the molded body was cut into various dimensions shown in Table 1 (the dimensions show those after firing) so as to obtain the structure shown in FIG.

【0065】切断した成形体を窒素ガス雰囲気中で、昇
温速度1℃/分で、350℃まで昇温し、この温度で5
時間保持し、この後、昇温速度5℃/分で900℃まで
昇温し、この温度で2時間保持した後、5℃/分で冷却
し、脱バインダ処理を行なった。この脱バインダ処理し
た成形体を、真空中で昇温速度5℃/分で1650℃ま
で昇温し、この温度で1時間保持し、その後、300℃
/分の速度で冷却して焼成を行なった。ただし、800
℃以下は自然炉冷却した。
The cut molded body was heated in a nitrogen gas atmosphere at a temperature rising rate of 1 ° C./minute to 350 ° C.
It was held for a period of time, then heated to 900 ° C. at a temperature rising rate of 5 ° C./min, held at this temperature for 2 hours, cooled at 5 ° C./min, and subjected to binder removal treatment. The binder-removed molded body was heated to 1650 ° C. at a heating rate of 5 ° C./minute in vacuum, held at this temperature for 1 hour, and then heated to 300 ° C.
Firing was performed by cooling at a rate of / minute. However, 800
The autoclave was cooled below ℃.

【0066】さらに、素子全体にシリコーンを塗布し、
空気中1300℃で、1時間加熱処理して厚さ約1μm
のシリカ保護膜を形成した。この後、端子電極の部分の
保護膜をサンドブラストで削り、この部分に銀電極を焼
付け、急速昇温発熱素子のサンプル No.2〜9(実施
例:サンプル No.2および3、比較例:サンプル No.4
〜9)とした。実施例のサンプルNo. 1は、電気絶縁性
セラミック焼結体層、発熱部および第1および第2リー
ド部層の各層構成を、上記各スラリを用い、スクリーン
印刷法により作製した。上記サンプルの発熱部とリード
部層の抵抗比はすべて、50:1であった。
Further, silicone is applied to the entire element,
Heat treatment in air at 1300 ° C for 1 hour to a thickness of about 1 μm
A silica protective film was formed. After that, the protective film of the terminal electrode portion was ground by sandblasting, and a silver electrode was baked on this portion, and sample Nos. 2 to 9 (Examples: Sample Nos. 2 and 3, Comparative Example: Sample) of the rapid heating element were heated. No.4
~ 9). In sample No. 1 of the example, each layer structure of the electrically insulating ceramic sintered body layer, the heat generating portion, and the first and second lead portion layers was produced by the screen printing method using each slurry described above. The resistance ratios of the heat generating part and the lead part layer of the above sample were all 50: 1.

【0067】以上のサンプルにつき、20V印加での室
温から1100℃までの昇温時間、通電10秒、1分間
隔切返し10000回印加でのクラックの発生率(10
0個中の)、および1500℃で50時間保持したとき
の抵抗変化率を測定した。その結果を表1に示した。
With respect to the above samples, the rate of cracking when the temperature was raised from room temperature to 1100 ° C. when 20 V was applied, current was applied for 10 seconds, and 1 minute interval cutback was applied 10,000 times (10
(In 0 pieces) and the rate of change in resistance when held at 1500 ° C. for 50 hours were measured. The results are shown in Table 1.

【0068】[0068]

【表1】 [Table 1]

【0069】この表1から分かるように、本発明の実施
例のサンプル No.1〜3においては、1100℃までの
昇温時間が10秒以内であり、クラックの発生もなく、
しかも上記の抵抗変化率が5%以内であった。これに対
し、比較例のサンプルは、昇温時間10以内、クラック
発生率0、抵抗変化率5%以内の少なくともいずれかの
条件を満たすことができなかった。なお、サンプルNo.
1〜3の発熱部体積は全体の10〜20%であった。
As can be seen from Table 1, in samples Nos. 1 to 3 of the examples of the present invention, the temperature rising time up to 1100 ° C. was within 10 seconds, and no crack was generated.
Moreover, the resistance change rate was within 5%. On the other hand, the sample of the comparative example could not satisfy at least one of the conditions of temperature rising time of 10 or less, crack occurrence rate of 0, and resistance change rate of 5% or less. Sample No.
The heat generating part volumes of 1 to 3 were 10 to 20% of the whole.

【0070】<実施例2>次に、素子形状を厚さ800
μm、幅1800μm、長さ35mmとし、Al2 3
とMoSi2 の組成比を表2に示したように変えたこと
以外は、実施例1と同様にしてサンプルNo. 10〜13
を作製した。
<Embodiment 2> Next, the element shape is changed to a thickness of 800.
μm, width 1800 μm, length 35 mm, Al 2 O 3
And Sample Nos. 10 to 13 in the same manner as in Example 1 except that the composition ratio of MoSi 2 and MoSi 2 was changed as shown in Table 2.
Was produced.

【0071】これらのサンプルについても、上記と同様
にして昇温時間および抵抗変化率を測定した。その結果
を表2に示した。
For these samples, the temperature rising time and the resistance change rate were measured in the same manner as above. The results are shown in Table 2.

【0072】[0072]

【表2】 [Table 2]

【0073】この表から明らかなように、本発明の実施
例のサンプルにおいては、上記条件をすべて満たした
が、比較例のサンプルにあっては、少なくともいずれか
の条件を満たさなかった。
As is clear from this table, the samples of the examples of the present invention satisfied all the above conditions, but the samples of the comparative examples did not satisfy at least one of the conditions.

【0074】<実施例3>セラミックの主成分たる第1
成分と第2成分を表3に示したように変化させて組み合
わせた以外は、実施例2のサンプルNo. 10と同様にし
てサンプルNo. 20〜27を作製した。これらのサンプ
ルについても、上記と同様にして昇温時間、抵抗変化率
について測定した。その結果を表3に示した。
<Embodiment 3> First, which is the main component of ceramics
Sample Nos. 20 to 27 were produced in the same manner as Sample No. 10 of Example 2 except that the components and the second component were changed and combined as shown in Table 3. Also for these samples, the temperature rising time and the resistance change rate were measured in the same manner as above. The results are shown in Table 3.

【0075】[0075]

【表3】 [Table 3]

【0076】これらのサンプルから分かるように、各層
のセラミックの主成分たる第1成分および第2成分を各
種変化させても、Al2 3 とMoSi2 の組合せとほ
ぼ同等の効果が得られる。
As can be seen from these samples, even if the first and second components, which are the main components of the ceramic of each layer, are variously changed, the same effect as the combination of Al 2 O 3 and MoSi 2 can be obtained.

【0077】なお、比較のため、第1成分として、シリ
カ、ムライトを用いた他は他のサンプルと同様にしてサ
ンプルNo. 28、29を作製し特性試験を行なったとこ
ろ、測定が不能であったか、あるいは発熱しなかった。
For comparison, sample Nos. 28 and 29 were prepared in the same manner as the other samples except that silica and mullite were used as the first component, and a characteristic test was carried out. , Or did not fever.

【0078】最後に、保護層として、上記の各サンプル
について1μm厚のアルミナ層またはクロミア層を設け
て、特性試験を行なったところ、上記実施例の特性とほ
ぼ同等の効果が得られた。
Finally, as a protective layer, an alumina layer or a chromia layer having a thickness of 1 μm was provided for each of the above samples, and a characteristic test was conducted. As a result, an effect substantially equivalent to the characteristic of the above example was obtained.

【0079】[0079]

【発明の効果】以上説明したように本発明の急速昇温発
熱素子によれば、容易かつ安価に製造することができ、
しかも特性がよく、耐久性に優れた急速昇温発熱素子を
得ることができる。
As described above, according to the rapid heating element of the present invention, it can be manufactured easily and inexpensively.
Moreover, it is possible to obtain a rapid heating element with excellent characteristics and excellent durability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の急速昇温発熱素子の形状の一例を示す
斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of the shape of a rapid heating element of the present invention.

【図2】本発明の急速昇温発熱素子の形状の他の例を示
す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing another example of the shape of the rapid heating element of the present invention.

【図3】本発明の急速昇温発熱素子の形状の更に他の例
を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing still another example of the shape of the rapid heating element of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電気絶縁性セラミック焼結体層 2 発熱部 2a、2b 第1および第2高抵抗導電性セラミック焼
結体層 2c 連結部分 3、4 第1および第2リード部層 5、6 端子電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrically insulating ceramics sintered body layer 2 Heating parts 2a, 2b 1st and 2nd high resistance conductive ceramics sintered body layer 2c Connection part 3, 4 1st and 2nd lead part layers 5, 6 Terminal electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三橋 悦央 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 淀川 正忠 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 近藤 良一 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Etsuo Mitsuhashi 1-13-1, Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo TDC Corporation (72) Masatada Yodogawa 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo TDC Co., Ltd. (72) Inventor Ryoichi Kondo 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo TDC Inc.

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気絶縁性セラミック焼結体層と、 この電気絶縁性セラミック焼結体層の両面のそれぞれの
少なくとも一部に高抵抗の導電性セラミック材料で層設
された第1および第2高抵抗導電性セラミック焼結体層
と、 高抵抗の導電性セラミック材料で前記第1および第2高
抵抗導電性セラミック焼結体層と一体的に形成された連
結部分と、 前記第1および第2高抵抗導電性セラミック焼結体層の
一方から前記連結部分、介して他方に延びる電流路を形
成した発熱部と、 前記第1および第2高抵抗導電性セラミック焼結体層と
同一面上あるいは該第1および第2高抵抗導電性セラミ
ック焼結体層の表面上の少なくとも一部に低抵抗の導電
性材料で形成され、それぞれ該第1および第2高抵抗導
電性セラミック焼結体層と電気的に接続された第1およ
び第2リード部層とを有し、 素子全体の厚さが100〜2000μm、幅が200〜
5000μm、および長さが15〜70mmの範囲にそれ
ぞれ設定されている急速昇温発熱素子。
1. An electrically insulating ceramic sintered body layer, and first and second layers formed of a high resistance conductive ceramic material on at least a part of each of both surfaces of the electrically insulating ceramic sintered body layer. A high resistance conductive ceramic sintered body layer; a connecting portion integrally formed with the first and second high resistance conductive ceramic sintered body layers from a high resistance conductive ceramic material; 2 A heating portion having a current path extending from one of the high resistance conductive ceramics sintered body layers to the other through the connecting portion and the other, and on the same plane as the first and second high resistance conductive ceramics sintered body layers Alternatively, at least a part of the surface of the first and second high resistance conductive ceramics sintered body layers is formed of a low resistance conductive material, and the first and second high resistance conductive ceramics sintered body layers are respectively formed. Electrically connected to The first and second and a lead portion layer, the total thickness of the element is 100 to 2000, the width 200 was
A rapid heating element having a temperature of 5000 μm and a length of 15 to 70 mm.
【請求項2】 前記発熱部の連結部分が、前記第1およ
び第2高抵抗導電性セラミック焼結体層の材料と同一の
材料で形成されている請求項1の急速昇温発熱素子。
2. The rapid heating element according to claim 1, wherein the connecting portion of the heat generating portion is formed of the same material as the material of the first and second high resistance conductive ceramics sintered body layers.
【請求項3】 前記第1および第2リード部層が、低抵
抗の導電性セラミック材料で形成された導電性セラミッ
ク焼結体層である請求項1または2の急速昇温発熱素
子。
3. The rapid heating element according to claim 1, wherein the first and second lead portion layers are conductive ceramic sintered body layers formed of a low resistance conductive ceramic material.
【請求項4】 前記電気絶縁性セラミック焼結体層と前
記第1および第2高抵抗導電性セラミック焼結体層の厚
さが共に1〜1000μm、前記発熱部全体の厚さが1
00〜2000μmの範囲内に設定されている請求項1
ないし4のいずれかの急速昇温発熱素子。
4. The thickness of both the electrically insulating ceramic sintered body layer and the first and second high resistance conductive ceramic sintered body layers is 1 to 1000 μm, and the total thickness of the heat generating portion is 1.
It is set within the range of 00 to 2000 μm.
4. A rapid temperature rising heating element according to any one of 1 to 4.
【請求項5】 前記電気絶縁性セラミック焼結体層と、
発熱部と、第1および第2リード部層とが、共に同一金
属酸化物である絶縁性第1成分と、同一金属の珪化物お
よび/または炭化物である導電性第2成分とを組成比を
変えて主成分とするセラミックで形成されている請求項
1〜4のいずれかの急速昇温発熱素子。
5. The electrically insulating ceramic sintered body layer,
The heat generating part and the first and second lead part layers have a composition ratio of an insulating first component which is the same metal oxide and a conductive second component which is a silicide and / or carbide of the same metal. The rapid heating element according to any one of claims 1 to 4, which is made of ceramic as a main component instead.
【請求項6】 電気絶縁性セラミック焼結体層と、この
電気絶縁性セラミック焼結体層に接続された発熱部と、
この発熱部に電圧を印加するための第1および第2リー
ド部層とを備え、前記電気絶縁性セラミック焼結体層
と、発熱部と、第1および第2リード部層とが、共に同
一金属酸化物である絶縁性第1成分と、同一金属の珪化
物および/または炭化物である導電性第2成分とを組成
比を変えて主成分とするセラミックで形成されている急
速昇温発熱素子。
6. An electrically insulating ceramic sintered body layer, and a heat generating portion connected to the electrically insulating ceramic sintered body layer,
A first and a second lead portion layer for applying a voltage to the heat generating portion are provided, and the electrically insulating ceramic sintered body layer, the heat generating portion, and the first and second lead portion layers are the same. A rapid heating element which is made of a ceramic containing an insulating first component, which is a metal oxide, and a conductive second component, which is a silicide and / or a carbide of the same metal, with different composition ratios. .
【請求項7】 前記電気絶縁性セラミック焼結体層と、
前記発熱部と、前記第1および第2リード部層におい
て、第1成分と第2成分の組成比が体積比でそれぞれ1
0:0〜8:2、7.5:2.5〜5.5:4.5およ
び5:5〜0:10である請求項5または6の急速昇温
発熱素子。
7. The electrically insulating ceramic sintered body layer,
In the heat generating portion and the first and second lead portion layers, the composition ratio of the first component and the second component is 1 by volume, respectively.
The rapid heating element according to claim 5, wherein the heating elements are 0: 0 to 8: 2, 7.5: 2.5 to 5.5: 4.5, and 5: 5 to 0:10.
【請求項8】 前記金属酸化物が、酸化アルミニウム、
酸化ジルコニウム、酸化クロム、酸化チタン、酸化タン
タル、酸化ケイ素、酸化アルミニウムマグネシウムおよ
び酸化アルミニウムケイ素のうち少なくとも一種であ
り、前記金属珪化物が、モリブデン、タングステンおよ
びクロムの珪化物のうち少なくとも一種であり、そして
前記金属炭化物が、シリコンおよびチタンの炭化物のう
ち少なくとも一種である請求項5ないし7のいずれかの
急速昇温発熱素子。
8. The metal oxide is aluminum oxide,
At least one of zirconium oxide, chromium oxide, titanium oxide, tantalum oxide, silicon oxide, magnesium aluminum oxide and aluminum silicon oxide, wherein the metal silicide is at least one of molybdenum, tungsten and a silicide of chromium, The rapid heating element according to claim 5, wherein the metal carbide is at least one of silicon carbide and titanium carbide.
【請求項9】 前記第2成分が珪化モリブデンである請
求項5ないし8のいずれかの急速昇温発熱素子。
9. The rapid heating element according to claim 5, wherein the second component is molybdenum silicide.
【請求項10】 前記電気絶縁性セラミック焼結体、前
記発熱部ならびに前記第1および第2リード部層のうち
の少なくとも1層がアルカリ土類金属およびYを含む希
土類金属の酸化物を10wt% 以下含有する請求項5ない
し9のいずれかの急速昇温発熱素子。
10. The oxide of a rare earth metal containing alkaline earth metal and Y is contained in an amount of 10 wt% in at least one of the electrically insulating ceramic sintered body, the heat generating portion and the first and second lead portion layers. The rapid heating element according to any one of claims 5 to 9, which is contained below.
【請求項11】 外表面が化学的、熱的に安定な耐熱
性、耐酸化性の保護膜で被覆されている請求項1ないし
10のいずれかの急速昇温発熱素子。
11. The rapid heating element according to claim 1, wherein the outer surface is covered with a chemically and thermally stable heat-resistant and oxidation-resistant protective film.
【請求項12】 前記保護膜が、シリカ、アルミナおよ
びクロミアの少なくとも一種以上で形成されている請求
項11の急速昇温発熱素子。
12. The rapid heating element according to claim 11, wherein the protective film is made of at least one of silica, alumina and chromia.
【請求項13】 前記電気絶縁性セラミック焼結体層
と、発熱部と、第1および第2リード部層のうち少なく
ともいずれかが、炭化珪素を2wt%以下含む請求項6な
いし12のいずれかの急速昇温発熱素子。
13. The electrically insulating ceramic sintered body layer, the heat generating portion, and / or at least one of the first and second lead portion layers contain silicon carbide in an amount of 2 wt% or less. Rapid heating element.
【請求項14】 前記連結部分が3層以上で形成され、
その中間部の抵抗値が、その上下の層の抵抗値より大き
く設定されている請求項1ないし13のいずれかの急速
昇温発熱素子。
14. The connecting portion is formed of three or more layers,
14. The rapid heating element according to claim 1, wherein the resistance value of the intermediate portion is set to be higher than the resistance values of the upper and lower layers.
【請求項15】 前記中間部が、前記電気絶縁性セラミ
ック焼結体層と実質的に同一厚さあるいは厚さの差が±
20%以内の厚さであって、前記電気絶縁性セラミック
焼結体層の先端に接続された中間層として形成されてい
る請求項13の急速昇温発熱素子。
15. The intermediate portion has substantially the same thickness as the electrically insulating ceramic sintered body layer or a difference in thickness of ±.
14. The rapid heating element according to claim 13, which has a thickness within 20% and is formed as an intermediate layer connected to the tip of the electrically insulating ceramic sintered body layer.
【請求項16】 第1および第2リード部層の抵抗値
が、発熱部の抵抗値の10分の1以下に設定されている
請求項1ないし請求項14のいずれかの急速昇温発熱素
子。
16. The rapid heating element according to claim 1, wherein the resistance values of the first and second lead portion layers are set to 1/10 or less of the resistance value of the heating portion. .
【請求項17】 請求項1ないし16のいずれかの急速
昇温発熱素子を製造する方法において、前記電気絶縁性
セラミック焼結体層と、発熱部と、第1および第2リー
ド部層を焼結前の状態で層状に形成して積層し、これを
焼成することによって素子を得ることを特徴とする急速
昇温発熱素子の製造方法。
17. The method for manufacturing the rapid heating element according to claim 1, wherein the electrically insulating ceramic sintered body layer, the heating portion, and the first and second lead portion layers are burned. A method for manufacturing a rapid heating element, which is characterized in that the element is obtained by forming and stacking layers in a state before binding and firing the layers.
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