JPH0743988Y2 - セラミックヒータ - Google Patents
セラミックヒータInfo
- Publication number
- JPH0743988Y2 JPH0743988Y2 JP1987176137U JP17613787U JPH0743988Y2 JP H0743988 Y2 JPH0743988 Y2 JP H0743988Y2 JP 1987176137 U JP1987176137 U JP 1987176137U JP 17613787 U JP17613787 U JP 17613787U JP H0743988 Y2 JPH0743988 Y2 JP H0743988Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic heater
- brazing material
- migration
- silver
- brazing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、セラミック焼結体の外部電極と外部リード線
との接続部分等、高熱サイクルが負荷される直流回路の
接続部分を有するセラミックヒータに関するものであ
る。
との接続部分等、高熱サイクルが負荷される直流回路の
接続部分を有するセラミックヒータに関するものであ
る。
従来、この種のセラミックヒータの接続構造として例え
ば第３図に示す如き構造がある。即ち、セラミック基板
11面に施されたタングステン（Ｗ）メタライズ層12上に
ニッケルメッキ13を施し、この上に外部リード線14を銀
（Ag）または銀（Ag）を含むロー材15によりロウ付けし
ていた。しかし乍ら、このような構造においては、 Ag＋OH→AgOH ・・・・（１）式； 2AgOH→Ag2O＋H2O ・・（２）式； ２Ag2O→4Ag＋O2 ・・・（３）式； の反応により、AgOHあるいはAg2Oとなりこれが電離して
Agイオンが生じ電解によって銀（Ag）イオンが（＋）電
極から（−）電極へイオン移動する現象が起こる。
ば第３図に示す如き構造がある。即ち、セラミック基板
11面に施されたタングステン（Ｗ）メタライズ層12上に
ニッケルメッキ13を施し、この上に外部リード線14を銀
（Ag）または銀（Ag）を含むロー材15によりロウ付けし
ていた。しかし乍ら、このような構造においては、 Ag＋OH→AgOH ・・・・（１）式； 2AgOH→Ag2O＋H2O ・・（２）式； ２Ag2O→4Ag＋O2 ・・・（３）式； の反応により、AgOHあるいはAg2Oとなりこれが電離して
Agイオンが生じ電解によって銀（Ag）イオンが（＋）電
極から（−）電極へイオン移動する現象が起こる。
従って、このようなロウ材15の反応（マイグレーショ
ン）によるリード線14の脱離や、銀（Ag）が（−）電極
へ移動するため電極間が狭い場合（ファインパターン）
はその間がショートする。更に、銀（Ag）はそれ自体高
温耐酸化性が悪いために前記マイグレーションを進行さ
せる。
ン）によるリード線14の脱離や、銀（Ag）が（−）電極
へ移動するため電極間が狭い場合（ファインパターン）
はその間がショートする。更に、銀（Ag）はそれ自体高
温耐酸化性が悪いために前記マイグレーションを進行さ
せる。
また、前記の問題を改善するために第４図に示すごとき
構造のものが提供されている。即ち、前記と同様にセラ
ミック基板21面に施されたタングステン（Ｗ）、メタラ
イズ層22上にニッケルメッキ23を施し、この上に外部リ
ード線24を銀（Ag）または銀（Ag）を含むロウ材25によ
りロウ付けし、さらにそのロウ材25の上に１μｍ以上の
ニッケルメッキ26を施したものである。しかし乍ら、こ
の様な構造においては、特に300℃以上の高温において
外部から加熱しながら直流電圧を印加すると、たとえロ
ウ材25上にニッケルメッキ26が施されていたとしても前
記と同様のマイグレーションが発生する。従って、リー
ド線24の脱離や、銀（Ag）が（−）電極へ移動するため
電極間にショートを起こす。さらに、銀（Ag）それ自体
が高温耐酸化性が悪いために生ずるマイグレーション
は、特に高温であるがために、前記例よりさらに進行度
合が大きい。
構造のものが提供されている。即ち、前記と同様にセラ
ミック基板21面に施されたタングステン（Ｗ）、メタラ
イズ層22上にニッケルメッキ23を施し、この上に外部リ
ード線24を銀（Ag）または銀（Ag）を含むロウ材25によ
りロウ付けし、さらにそのロウ材25の上に１μｍ以上の
ニッケルメッキ26を施したものである。しかし乍ら、こ
の様な構造においては、特に300℃以上の高温において
外部から加熱しながら直流電圧を印加すると、たとえロ
ウ材25上にニッケルメッキ26が施されていたとしても前
記と同様のマイグレーションが発生する。従って、リー
ド線24の脱離や、銀（Ag）が（−）電極へ移動するため
電極間にショートを起こす。さらに、銀（Ag）それ自体
が高温耐酸化性が悪いために生ずるマイグレーション
は、特に高温であるがために、前記例よりさらに進行度
合が大きい。
従って、本考案においては特に高温（150℃特に300℃以
上）に触られる直流回路中のロウ接部分のマイグレーシ
ョンを防止し、その部分の接合強度を向上させるととも
に、近接する回路間のショートを回避することを目的と
する。
上）に触られる直流回路中のロウ接部分のマイグレーシ
ョンを防止し、その部分の接合強度を向上させるととも
に、近接する回路間のショートを回避することを目的と
する。
そこで、本考案は上記問題に鑑み、セラミック基板内に
抵抗発熱体を具備したセラミックヒータの外部電極に、
金と銅を含み、金の含有率が35〜90重量％であるロウ材
でもって外部リード線を接続したものである。
抵抗発熱体を具備したセラミックヒータの外部電極に、
金と銅を含み、金の含有率が35〜90重量％であるロウ材
でもって外部リード線を接続したものである。
即ち、セラミックヒータの直流回路中における接続部分
に使用するロウ材は前記したような銀（Ag）を主体とす
る場合は前記したような反応式によりマイグレーション
が発生する。これに対し、金（Au）は特に高温における
耐酸化性に優れ、前記したようなマイグレーションやイ
オン移動が発生し難い。金（Au）を含むロウ材としてAu
の含有率が35％未満であると融点が上昇して本来の優れ
た耐熱性が劣化し作業温度も高くなるためロウ付けの作
業性が悪くなる。一方、金（Au）の含有率が90重量％を
越えると耐熱性は向上するが融点がさらに上昇し（Au−
Cuロウ材の場合、Auが80重量％まで増えるに従って徐々
に融点が下がり80重量％を境にこれ以上増えると急激に
融点があがる）。そのため作業性が悪くる。好ましくは
90重量％を越えない方が良いが、作業性を考慮しなけれ
ば100重量％まで使用できる。このような金（Au）に対
し銅（Cu）、その他Pd,Ni,Pb,In及びSrを配合すること
ができる。この様な金属を配合するとロウ材の融点を下
げ作業性を改善することができる。
に使用するロウ材は前記したような銀（Ag）を主体とす
る場合は前記したような反応式によりマイグレーション
が発生する。これに対し、金（Au）は特に高温における
耐酸化性に優れ、前記したようなマイグレーションやイ
オン移動が発生し難い。金（Au）を含むロウ材としてAu
の含有率が35％未満であると融点が上昇して本来の優れ
た耐熱性が劣化し作業温度も高くなるためロウ付けの作
業性が悪くなる。一方、金（Au）の含有率が90重量％を
越えると耐熱性は向上するが融点がさらに上昇し（Au−
Cuロウ材の場合、Auが80重量％まで増えるに従って徐々
に融点が下がり80重量％を境にこれ以上増えると急激に
融点があがる）。そのため作業性が悪くる。好ましくは
90重量％を越えない方が良いが、作業性を考慮しなけれ
ば100重量％まで使用できる。このような金（Au）に対
し銅（Cu）、その他Pd,Ni,Pb,In及びSrを配合すること
ができる。この様な金属を配合するとロウ材の融点を下
げ作業性を改善することができる。
以下に本考案の一実施例を第１図及び第２図に基づき説
明する。
明する。
本考案におけるセラミック基板１はAl2O3グリーンシー
ト上面にタングステンまたはモリブデンからなる発熱抵
抗体Ｒをスクリーン印刷し、このグリーンシートを積層
して一体的に焼成されたものであり、スルーホールＳ等
を介して前記発熱抵抗体Ｒの両端はAl2O3基板１の外面
の前記スルーホールＳ近傍に施されたタングステン
（Ｗ）、メタライズ層２に接続されている。このメタラ
イズ層２上にはニッケルメッキ３を施し、その上に外部
リード線4,4を第１表に示すロウ材５を使用してロウ付
けし、更にその上に１μｍ以上のニッケルメッキ６を施
したものである。
ト上面にタングステンまたはモリブデンからなる発熱抵
抗体Ｒをスクリーン印刷し、このグリーンシートを積層
して一体的に焼成されたものであり、スルーホールＳ等
を介して前記発熱抵抗体Ｒの両端はAl2O3基板１の外面
の前記スルーホールＳ近傍に施されたタングステン
（Ｗ）、メタライズ層２に接続されている。このメタラ
イズ層２上にはニッケルメッキ３を施し、その上に外部
リード線4,4を第１表に示すロウ材５を使用してロウ付
けし、更にその上に１μｍ以上のニッケルメッキ６を施
したものである。
上記実施例のAl2O3ヒータに使用される第１表に示すロ
ウ材の融点を先ず測定した。その後前記ヒータを600℃
の高温雰囲気中で直流電流12Vを印加し、何時間で前記
ロウ接部分が腐蝕するかによりマイグレーション発生状
態を評価した。
ウ材の融点を先ず測定した。その後前記ヒータを600℃
の高温雰囲気中で直流電流12Vを印加し、何時間で前記
ロウ接部分が腐蝕するかによりマイグレーション発生状
態を評価した。
また、前記ヒータに直流電圧を印加して600℃まで昇温
することを200サイクル繰り返した後、リード線を引張
りその時の強度を調べた。これらの結果を第１表に示
す。
することを200サイクル繰り返した後、リード線を引張
りその時の強度を調べた。これらの結果を第１表に示
す。
第１表から理解される様に、試料番号１及び２のものは
従来の銀（Ag）又はAgを含むロウ材を使用した比較例で
あり、この場合電極間のイオン移動や高温耐熱性が悪い
ためにマイグレーションの発生状態を評価すると30時間
以内において腐蝕が確認され、試料番号１は熱サイクル
において、1.2Kg程度であった。また、試料番号７のも
のはAuの含有量の少ないものであり、これによると融点
が1060℃と高くロウ付け作業性が悪い。これに対し試料
番号３〜６のものは、本考案の範囲内のものであり、マ
イグレーションの発生状態は220時間を経過しても腐蝕
が観察されず、熱サイクルテスト後の引張り強度も2.0K
g以上と優れている。また、融点も890〜1015℃とロウ付
け作業温度として適切な温度であった。
従来の銀（Ag）又はAgを含むロウ材を使用した比較例で
あり、この場合電極間のイオン移動や高温耐熱性が悪い
ためにマイグレーションの発生状態を評価すると30時間
以内において腐蝕が確認され、試料番号１は熱サイクル
において、1.2Kg程度であった。また、試料番号７のも
のはAuの含有量の少ないものであり、これによると融点
が1060℃と高くロウ付け作業性が悪い。これに対し試料
番号３〜６のものは、本考案の範囲内のものであり、マ
イグレーションの発生状態は220時間を経過しても腐蝕
が観察されず、熱サイクルテスト後の引張り強度も2.0K
g以上と優れている。また、融点も890〜1015℃とロウ付
け作業温度として適切な温度であった。
本考案においては、セラミックヒータ直流回路中におけ
る回路接続部分に金（Au）を適当量含むロウ材を使用し
たので、特に高温にさらされるロウ接部分のマイグレー
ションを防止でき、その部分の接合強度を向上させ、近
接するロウ接部間のショートを回避することができる。
る回路接続部分に金（Au）を適当量含むロウ材を使用し
たので、特に高温にさらされるロウ接部分のマイグレー
ションを防止でき、その部分の接合強度を向上させ、近
接するロウ接部間のショートを回避することができる。
第１図は本考案の実施例に使用するセラミックヒータの
全体斜視図、第２図は第１図の要部の拡大断面斜視図、
第３図及び第４図は従来のロウ接部分を説明するための
断面図である。 １……セラミック基板 ２……タングステンメタライズ層 ３、６……ニッケルメッキ ４、４……外部リード線 ５……金（Au）を含むロウ材 Ｒ……発熱抵抗体
全体斜視図、第２図は第１図の要部の拡大断面斜視図、
第３図及び第４図は従来のロウ接部分を説明するための
断面図である。 １……セラミック基板 ２……タングステンメタライズ層 ３、６……ニッケルメッキ ４、４……外部リード線 ５……金（Au）を含むロウ材 Ｒ……発熱抵抗体
Claims (1)
- 【請求項１】セラミック基板内に抵抗発熱体を具備し、
ニッケル層を表面に施した外部電極を備えてなるセラミ
ックヒータであって、上記外部電極に、金と銅を含み、
金の含有率が35〜90重量％であるロウ材でもって外部リ
ード線を接続してなるセラミックヒータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987176137U JPH0743988Y2 (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | セラミックヒータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987176137U JPH0743988Y2 (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | セラミックヒータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0180790U JPH0180790U (ja) | 1989-05-30 |
| JPH0743988Y2 true JPH0743988Y2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=31467894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987176137U Expired - Lifetime JPH0743988Y2 (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | セラミックヒータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743988Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4688376B2 (ja) * | 2001-09-26 | 2011-05-25 | 京セラ株式会社 | セラミックヒーター |
-
1987
- 1987-11-18 JP JP1987176137U patent/JPH0743988Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0180790U (ja) | 1989-05-30 |
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