JPH088044A - セラミックヒータ - Google Patents
セラミックヒータInfo
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- JPH088044A JPH088044A JP14659595A JP14659595A JPH088044A JP H088044 A JPH088044 A JP H088044A JP 14659595 A JP14659595 A JP 14659595A JP 14659595 A JP14659595 A JP 14659595A JP H088044 A JPH088044 A JP H088044A
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heater elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
- H05B3/141—Conductive ceramics, e.g. metal oxides, metal carbides, barium titanate, ferrites, zirconia, vitrous compounds
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/4067—Means for heating or controlling the temperature of the solid electrolyte
Abstract
(57)【要約】
【目的】 抵抗加熱素子もしくは接続導体の製造を、一
層簡単に、しかもより確実に実施する。 【構成】 抵抗加熱素子１４と電気的な接続導体２４と
が、別個のユニットとして形成されていて、しかも互い
に異なる材料から成っている。
層簡単に、しかもより確実に実施する。 【構成】 抵抗加熱素子１４と電気的な接続導体２４と
が、別個のユニットとして形成されていて、しかも互い
に異なる材料から成っている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックヒータであ
って、有利には細長いプレート状のセラミック基板と、
該セラミック基板の少なくとも一方の端部の近くに配置
された少なくとも１つの抵抗加熱素子と、各抵抗加熱素
子に対応する、有利には細長いストリップ状の一対の電
気的な接続導体とが設けられており、該接続導体が、前
記抵抗加熱素子に設けられた両接点からセラミック基板
の他方の端部に配置された接続端子にまで延びている形
式のものに関する。
って、有利には細長いプレート状のセラミック基板と、
該セラミック基板の少なくとも一方の端部の近くに配置
された少なくとも１つの抵抗加熱素子と、各抵抗加熱素
子に対応する、有利には細長いストリップ状の一対の電
気的な接続導体とが設けられており、該接続導体が、前
記抵抗加熱素子に設けられた両接点からセラミック基板
の他方の端部に配置された接続端子にまで延びている形
式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車の排ガス中の酸素濃度を測定する
ためには、Ｏ2センサが知られている。このＯ2センサ
は、２つの電極の間に位置するイオン伝導性の固体電解
質を有している。両電極の間では、測定したいガスに含
まれる酸素含量に応じて限界電流もしくはネルンスト電
圧が生ぜしめられる。このネルンスト電圧は電極におけ
る酸素濃度の差異に関連している。このＯ2センサはそ
の活性領域において、約３００℃を越える温度にまで加
熱されなければならない。Ｏ2センサの測定信号は温度
に関連しているので、Ｏ2センサの測定精度を高めるた
めには、Ｏ2センサの温度がコントロールされ、場合に
よっては制御されなければならない。このためには、Ｏ
2センサにセンサヒータを配属させることが知られてい
る。このセンサヒータは、Ｏ2センサで測定された温度
に関連してオンオフ切換可能である。
ためには、Ｏ2センサが知られている。このＯ2センサ
は、２つの電極の間に位置するイオン伝導性の固体電解
質を有している。両電極の間では、測定したいガスに含
まれる酸素含量に応じて限界電流もしくはネルンスト電
圧が生ぜしめられる。このネルンスト電圧は電極におけ
る酸素濃度の差異に関連している。このＯ2センサはそ
の活性領域において、約３００℃を越える温度にまで加
熱されなければならない。Ｏ2センサの測定信号は温度
に関連しているので、Ｏ2センサの測定精度を高めるた
めには、Ｏ2センサの温度がコントロールされ、場合に
よっては制御されなければならない。このためには、Ｏ
2センサにセンサヒータを配属させることが知られてい
る。このセンサヒータは、Ｏ2センサで測定された温度
に関連してオンオフ切換可能である。
【０００３】ドイツ連邦共和国特許第３５３８４６０号
明細書に基づき、このようなセンサヒータが公知であ
る。Ｏ2センサの形状に適合された細長いプレート状の
セラミック基板に抵抗加熱素子が配置されている。この
抵抗加熱素子は細長いストリップ状の電気的な接続導体
を介して、加熱電流を印加するための接続端子に接続可
能である。上記ドイツ連邦共和国特許第３５３８４６０
号明細書に開示された手段では、接続導体の固有抵抗が
抵抗加熱素子の固有抵抗よりも小さくなることを達成す
る目的で、抵抗加熱素子と接続導体とに対して固有のジ
オメトリ寸法が維持される。しかし、意図された特性を
達成するためには、極めて正確でかつ高精密なプリント
過程によってしか所定の抵抗値を得ることができないの
で不都合である。この場合、寸法特性の、既に極めて僅
かなジオメトリ偏差が生じただけでも、セラミックヒー
タ全体の抵抗特性に偏差が生じてしまう。
明細書に基づき、このようなセンサヒータが公知であ
る。Ｏ2センサの形状に適合された細長いプレート状の
セラミック基板に抵抗加熱素子が配置されている。この
抵抗加熱素子は細長いストリップ状の電気的な接続導体
を介して、加熱電流を印加するための接続端子に接続可
能である。上記ドイツ連邦共和国特許第３５３８４６０
号明細書に開示された手段では、接続導体の固有抵抗が
抵抗加熱素子の固有抵抗よりも小さくなることを達成す
る目的で、抵抗加熱素子と接続導体とに対して固有のジ
オメトリ寸法が維持される。しかし、意図された特性を
達成するためには、極めて正確でかつ高精密なプリント
過程によってしか所定の抵抗値を得ることができないの
で不都合である。この場合、寸法特性の、既に極めて僅
かなジオメトリ偏差が生じただけでも、セラミックヒー
タ全体の抵抗特性に偏差が生じてしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式のセラミックヒータを改良して、抵抗加熱
素子もしくは接続導体の製造が、一層簡単に、しかもよ
り確実に実施され得るようなセラミックヒータを提供す
ることである。
で述べた形式のセラミックヒータを改良して、抵抗加熱
素子もしくは接続導体の製造が、一層簡単に、しかもよ
り確実に実施され得るようなセラミックヒータを提供す
ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、抵抗加熱素子と電気的な接続導体
とが、別個のユニットとして形成されていて、しかも互
いに異なる材料から成っているようにした。
に本発明の構成では、抵抗加熱素子と電気的な接続導体
とが、別個のユニットとして形成されていて、しかも互
いに異なる材料から成っているようにした。
【０００６】
【発明の効果】本発明によるセラミックヒータは従来の
ものに比べて次のような利点を提供する。すなわち、抵
抗加熱素子もしくは接続導体の製造時に、高められた製
造確実性が簡単に得られる。抵抗加熱素子と電気的な接
続導体とが、それぞれ別個のユニットとして形成されて
いて、しかも互いに異なる材料から成っていることに基
づき、セラミックヒータの運転時に接続導体に、減じら
れた出力損失しか生じないように材料を互いに調和させ
ることが可能となるので有利である。さらに、接続導体
は、抵抗加熱素子のために使用される材料に比べて性質
および加工が廉価となるような材料から製造することが
できる。それと同時に、各ユニットは自体公知のマルチ
プルパネル形式で製造することができるので極めて有利
である。すなわち、多数の抵抗加熱素子もしくは多数の
接続導体、有利には多数の接続導体対が同時に製造され
る訳である。したがって、製造パラメータを抵抗加熱素
子に合わせるか、または接続導体に合わせて最適に調和
させることが可能となる。特に電気的な接続導体に課せ
られた条件を考慮する必要なしに、製造時において抵抗
加熱素子の極めて正確な調節もしくはコントロールを行
うことができるので有利である。抵抗加熱素子はセラミ
ック基板、たとえば焼結されていないセラミックシート
に被着されると有利である。その場合、転写されたプリ
ントペースト重量を監視することによって、抵抗加熱素
子の層厚さを極めて良好に調節することができる。これ
によって、製造された抵抗加熱素子の、特にその固有抵
抗に関する極めて小さなばらつき幅が得られるので、製
造時には高められた収率が得られる。
ものに比べて次のような利点を提供する。すなわち、抵
抗加熱素子もしくは接続導体の製造時に、高められた製
造確実性が簡単に得られる。抵抗加熱素子と電気的な接
続導体とが、それぞれ別個のユニットとして形成されて
いて、しかも互いに異なる材料から成っていることに基
づき、セラミックヒータの運転時に接続導体に、減じら
れた出力損失しか生じないように材料を互いに調和させ
ることが可能となるので有利である。さらに、接続導体
は、抵抗加熱素子のために使用される材料に比べて性質
および加工が廉価となるような材料から製造することが
できる。それと同時に、各ユニットは自体公知のマルチ
プルパネル形式で製造することができるので極めて有利
である。すなわち、多数の抵抗加熱素子もしくは多数の
接続導体、有利には多数の接続導体対が同時に製造され
る訳である。したがって、製造パラメータを抵抗加熱素
子に合わせるか、または接続導体に合わせて最適に調和
させることが可能となる。特に電気的な接続導体に課せ
られた条件を考慮する必要なしに、製造時において抵抗
加熱素子の極めて正確な調節もしくはコントロールを行
うことができるので有利である。抵抗加熱素子はセラミ
ック基板、たとえば焼結されていないセラミックシート
に被着されると有利である。その場合、転写されたプリ
ントペースト重量を監視することによって、抵抗加熱素
子の層厚さを極めて良好に調節することができる。これ
によって、製造された抵抗加熱素子の、特にその固有抵
抗に関する極めて小さなばらつき幅が得られるので、製
造時には高められた収率が得られる。
【０００７】電気的な接続導体が別個に製造されると、
この接続導体のためには、抵抗加熱素子とは異なる材料
を使用することができるので有利である。したがって、
たとえば相応する材料選択により、セラミックヒータの
運転時に接続導体における減じられた出力損失が得られ
る。本発明の有利な構成では、接続導体のための材料と
してたとえば貴金属・合金サーメットが使用される。こ
の場合、貴金属・合金の比較的小さな、抵抗の温度係数
に基づき、接続導体の比較的小さな固有抵抗に影響を与
えることができる。サーメットとは、貴金属とセラミッ
ク物質との混合比が選択可能な割合で存在している金属
・セラミック混合物を意味する。それと同時に、貴金属
合金の使用に基づき、全体的に接続導体における減じら
れた貴金属使用が必要となるので、このことからも一層
のコスト節約が得られる。
この接続導体のためには、抵抗加熱素子とは異なる材料
を使用することができるので有利である。したがって、
たとえば相応する材料選択により、セラミックヒータの
運転時に接続導体における減じられた出力損失が得られ
る。本発明の有利な構成では、接続導体のための材料と
してたとえば貴金属・合金サーメットが使用される。こ
の場合、貴金属・合金の比較的小さな、抵抗の温度係数
に基づき、接続導体の比較的小さな固有抵抗に影響を与
えることができる。サーメットとは、貴金属とセラミッ
ク物質との混合比が選択可能な割合で存在している金属
・セラミック混合物を意味する。それと同時に、貴金属
合金の使用に基づき、全体的に接続導体における減じら
れた貴金属使用が必要となるので、このことからも一層
のコスト節約が得られる。
【０００８】本発明の別の有利な構成は、請求項２以下
に記載されている。
に記載されている。
【０００９】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく
説明する。
説明する。
【００１０】図１には、全体を符号１０で示したセラミ
ックヒータの分解図が図示されている。セラミックヒー
タ１０は細長いプレート状のセラミック基板１２を有し
ている。このセラミック基板１２には、抵抗加熱素子１
４が配置されている。この抵抗加熱素子１４はメアンダ
状に延びていて、符号１６；１８で示した２つの接点を
有している。セラミック基板１２には、さらに２つの接
続端子２０；２２が配置されている。接点１６；１８は
それぞれ電気的な接続導体２４を介して接続端子２０；
２２に導電接続されている。セラミックヒータ１０はさ
らに、細長いプレート状の第２のセラミック基板２６を
有している。この第２のセラミック基板２６は抵抗加熱
素子１４と接続導体２４とをカバーするために働く。第
２のセラミック基板２６はその軸方向の延びで見て、第
１のセラミック基板１２よりも短く形成されているの
で、接続端子２０；２２は裸出して、電源に接続可能で
ある（詳しく説明しない）。両セラミック基板１２；２
６は、たとえばジルコニアまたはアルミナから成ってい
る。抵抗加熱素子１４は、たとえば公知の形式で第１の
セラミック基板１２にプリントされていて、貴金属サー
メットから成っている。この場合に抵抗加熱素子１４
は、たとえば白金・アルミナサーメットから成っていて
よい。接続導体２４は別の実施例（図示しない）では、
別個に図示した接続端子２０；２２をも形成することが
できる。接続導体２４は貴金属・合金サーメットから成
っている。このことは、たとえばパラジウム・白金・ア
ルミナサーメットである。別の実施例では、接続導体２
４が１００％のパラジウムサーメットから成っていても
よい。
ックヒータの分解図が図示されている。セラミックヒー
タ１０は細長いプレート状のセラミック基板１２を有し
ている。このセラミック基板１２には、抵抗加熱素子１
４が配置されている。この抵抗加熱素子１４はメアンダ
状に延びていて、符号１６；１８で示した２つの接点を
有している。セラミック基板１２には、さらに２つの接
続端子２０；２２が配置されている。接点１６；１８は
それぞれ電気的な接続導体２４を介して接続端子２０；
２２に導電接続されている。セラミックヒータ１０はさ
らに、細長いプレート状の第２のセラミック基板２６を
有している。この第２のセラミック基板２６は抵抗加熱
素子１４と接続導体２４とをカバーするために働く。第
２のセラミック基板２６はその軸方向の延びで見て、第
１のセラミック基板１２よりも短く形成されているの
で、接続端子２０；２２は裸出して、電源に接続可能で
ある（詳しく説明しない）。両セラミック基板１２；２
６は、たとえばジルコニアまたはアルミナから成ってい
る。抵抗加熱素子１４は、たとえば公知の形式で第１の
セラミック基板１２にプリントされていて、貴金属サー
メットから成っている。この場合に抵抗加熱素子１４
は、たとえば白金・アルミナサーメットから成っていて
よい。接続導体２４は別の実施例（図示しない）では、
別個に図示した接続端子２０；２２をも形成することが
できる。接続導体２４は貴金属・合金サーメットから成
っている。このことは、たとえばパラジウム・白金・ア
ルミナサーメットである。別の実施例では、接続導体２
４が１００％のパラジウムサーメットから成っていても
よい。
【００１１】図１に示したセラミックヒータ１０の運転
時では、接続端子２０；２２が電源に接続されるので、
接続導体２４を介して抵抗加熱素子１４を通って加熱電
流が流れ、これによってこの抵抗加熱素子１４は加熱さ
れる。セラミックヒータ１０は冒頭で説明したように、
たとえば自動車の排ガス中の酸素濃度を測定するための
Ｏ2センサのためのセンサ加熱装置として働くことがで
きる。
時では、接続端子２０；２２が電源に接続されるので、
接続導体２４を介して抵抗加熱素子１４を通って加熱電
流が流れ、これによってこの抵抗加熱素子１４は加熱さ
れる。セラミックヒータ１０は冒頭で説明したように、
たとえば自動車の排ガス中の酸素濃度を測定するための
Ｏ2センサのためのセンサ加熱装置として働くことがで
きる。
【００１２】接続導体２４が抵抗加熱素子１４に対して
別個のユニットとして形成されていて、しかも抵抗加熱
素子１４とは異なる材料から成っていることに基づき、
接続導体２４は選択された材料組合せにおいて、抵抗加
熱素子１４よりも低い、抵抗の正の温度係数を有してい
る。したがって、セラミックヒータ１０の運転時では、
印加された電流の、熱への意図された変換が特に抵抗加
熱素子１４において行われるようになり、ひいては接続
導体２４が抵抗加熱素子１４と同じ材料から成っている
場合よりも小さな出力損失しか生じなくなる。接続導体
２４のために貴金属・合金サーメットを使用すると同時
に、抵抗加熱素子１４のために貴金属サーメットを使用
することに基づき、接続導体２４には、このように比較
的小さな、抵抗の温度係数が得られる。さらに、貴金属
・合金サーメットの使用により、貴金属使用量が減じら
れるので、セラミックヒータ１０は、抵抗加熱素子１４
も接続導体２４も貴金属サーメットから成るような慣用
のセラミックヒータに比べて、より廉価に製造可能とな
る。
別個のユニットとして形成されていて、しかも抵抗加熱
素子１４とは異なる材料から成っていることに基づき、
接続導体２４は選択された材料組合せにおいて、抵抗加
熱素子１４よりも低い、抵抗の正の温度係数を有してい
る。したがって、セラミックヒータ１０の運転時では、
印加された電流の、熱への意図された変換が特に抵抗加
熱素子１４において行われるようになり、ひいては接続
導体２４が抵抗加熱素子１４と同じ材料から成っている
場合よりも小さな出力損失しか生じなくなる。接続導体
２４のために貴金属・合金サーメットを使用すると同時
に、抵抗加熱素子１４のために貴金属サーメットを使用
することに基づき、接続導体２４には、このように比較
的小さな、抵抗の温度係数が得られる。さらに、貴金属
・合金サーメットの使用により、貴金属使用量が減じら
れるので、セラミックヒータ１０は、抵抗加熱素子１４
も接続導体２４も貴金属サーメットから成るような慣用
のセラミックヒータに比べて、より廉価に製造可能とな
る。
【００１３】接続導体２４の貴金属・合金サーメットの
組成は、所定の使用事例に課される要求に適合させるこ
とができる。すなわち、パラジウム対白金の混合比は、
広い範囲で、たとえば最大１００％のパラジウム含量に
まで設定することができる。パラジウム含量が増大すれ
ばするほど、白金の節約はますます大きくなる。
組成は、所定の使用事例に課される要求に適合させるこ
とができる。すなわち、パラジウム対白金の混合比は、
広い範囲で、たとえば最大１００％のパラジウム含量に
まで設定することができる。パラジウム含量が増大すれ
ばするほど、白金の節約はますます大きくなる。
【００１４】図２および図３につき、抵抗加熱素子１４
および接続導体２４の製造を例示的に説明する。図２に
は、一緒に製造された対の形の接続導体２４のレイアウ
トが平面図で示されている。図示のセラミック基板１２
には、全部でたとえば７対の接続導体２４が一般に公知
の形式で、プリントペーストを用いて被着される。プリ
ントペーストは、既に説明したように接続導体２４を形
成する個々の材料成分を含有している。すなわち、たと
えばパラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）およびアルミナ
（Ａｌ2Ｏ3）が存在している。接続導体２４の貴金属・
合金サーメットを形成する合金は、たとえばセラミック
ヒータ１０の自体公知の焼結プロセス時にはじめて形成
される。それと同時に、セラミック基板１２には、多数
の接続導体２４の対を被着させることができる。この場
合、これらの接続導体２４はたとえば接続端子２０；２
２と同時に組み込まれる。接続導体２４の複数の対を同
時にプリントすることに基づき、マルチプルパネルが形
成される。この場合、セラミック基板１２は後続の方法
ステップ（詳しく説明しない）において分断され、それ
ぞれ一対の接続導体２４を備えた個々のセラミック基板
１２が得られえる。図２には、さらに位置調整マーク２
８が示されている。この位置調整マーク２８は接続導体
２４を正確に位置決めするために役立つ。
および接続導体２４の製造を例示的に説明する。図２に
は、一緒に製造された対の形の接続導体２４のレイアウ
トが平面図で示されている。図示のセラミック基板１２
には、全部でたとえば７対の接続導体２４が一般に公知
の形式で、プリントペーストを用いて被着される。プリ
ントペーストは、既に説明したように接続導体２４を形
成する個々の材料成分を含有している。すなわち、たと
えばパラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）およびアルミナ
（Ａｌ2Ｏ3）が存在している。接続導体２４の貴金属・
合金サーメットを形成する合金は、たとえばセラミック
ヒータ１０の自体公知の焼結プロセス時にはじめて形成
される。それと同時に、セラミック基板１２には、多数
の接続導体２４の対を被着させることができる。この場
合、これらの接続導体２４はたとえば接続端子２０；２
２と同時に組み込まれる。接続導体２４の複数の対を同
時にプリントすることに基づき、マルチプルパネルが形
成される。この場合、セラミック基板１２は後続の方法
ステップ（詳しく説明しない）において分断され、それ
ぞれ一対の接続導体２４を備えた個々のセラミック基板
１２が得られえる。図２には、さらに位置調整マーク２
８が示されている。この位置調整マーク２８は接続導体
２４を正確に位置決めするために役立つ。
【００１５】図３には、同様に抵抗加熱素子１４を製造
するためのレイアウトが平面図で示されている。この抵
抗加熱素子１４はやはり公知の形式で、プリントペース
トを用いてセラミック基板１２にプリントされる。この
場合に抵抗加熱素子１４の製造を接続導体２４のプリン
トとは別個に図示されているのは、接続導体２４と抵抗
加熱素子１４とが別個のユニットとして形成されて、２
つの別個のプリントステップで同一のセラミック基板１
２にプリントされることを明瞭にするためであるに過ぎ
ない。本発明にとっては、最初に接続導体２４がプリン
トされ、次に抵抗加熱素子１４がプリントされるのか、
あるいは最初に抵抗加熱素子１４がプリントされて、次
に接続導体２４がプリントされるのかどうかは重要でな
い。マルチプルパネルに製造された構造体を引き続き分
断することは、当然ながら、接続導体２４も抵抗加熱素
子１４もプリントされた後でしか行われない。位置決め
マーク２８を用いて、接続導体２４と抵抗加熱素子１４
との互いに相対的な、十分に確実な、位置調整されたプ
リントが保証されている。抵抗加熱素子１４の接点１
６；１８はそれぞれ各対の接続導体２４のうちの対応す
る接続導体２４と接触接続する。２つの別個のプリント
ステップに分割することに基づき、一方では既に説明し
た互いに異なるサーメットの使用、つまり抵抗加熱素子
１４に対する貴金属サーメットの使用および接続導体２
４に対する貴金属・合金サーメットの使用を実現するこ
とができる。さらに、各プリントステップのための維持
したい条件もしくはパラメータの調整はそれぞれ別個に
調節可能となる。抵抗加熱素子１４のプリントのために
は、設定可能な抵抗値を得る目的で抵抗加熱素子１４の
層厚さの極めて正確な調節が必要となる。層厚さの適宜
な調節もしくは制御は、たとえばプリントステップ時に
転写されるプリントペースト重量を監視することにより
行うことができる。
するためのレイアウトが平面図で示されている。この抵
抗加熱素子１４はやはり公知の形式で、プリントペース
トを用いてセラミック基板１２にプリントされる。この
場合に抵抗加熱素子１４の製造を接続導体２４のプリン
トとは別個に図示されているのは、接続導体２４と抵抗
加熱素子１４とが別個のユニットとして形成されて、２
つの別個のプリントステップで同一のセラミック基板１
２にプリントされることを明瞭にするためであるに過ぎ
ない。本発明にとっては、最初に接続導体２４がプリン
トされ、次に抵抗加熱素子１４がプリントされるのか、
あるいは最初に抵抗加熱素子１４がプリントされて、次
に接続導体２４がプリントされるのかどうかは重要でな
い。マルチプルパネルに製造された構造体を引き続き分
断することは、当然ながら、接続導体２４も抵抗加熱素
子１４もプリントされた後でしか行われない。位置決め
マーク２８を用いて、接続導体２４と抵抗加熱素子１４
との互いに相対的な、十分に確実な、位置調整されたプ
リントが保証されている。抵抗加熱素子１４の接点１
６；１８はそれぞれ各対の接続導体２４のうちの対応す
る接続導体２４と接触接続する。２つの別個のプリント
ステップに分割することに基づき、一方では既に説明し
た互いに異なるサーメットの使用、つまり抵抗加熱素子
１４に対する貴金属サーメットの使用および接続導体２
４に対する貴金属・合金サーメットの使用を実現するこ
とができる。さらに、各プリントステップのための維持
したい条件もしくはパラメータの調整はそれぞれ別個に
調節可能となる。抵抗加熱素子１４のプリントのために
は、設定可能な抵抗値を得る目的で抵抗加熱素子１４の
層厚さの極めて正確な調節が必要となる。層厚さの適宜
な調節もしくは制御は、たとえばプリントステップ時に
転写されるプリントペースト重量を監視することにより
行うことができる。
【００１６】図４には、室温における抵抗値Ｒと、接続
導体２４中のパラジウム（Ｐｄ）／白金（Ｐｔ）含量と
の関係を示す線図が示されている。図示の曲線経過にお
いては、接続導体２４のための１５μｍの層厚さから出
発する。例示的に書き込まれた、０：１００、５０：５
０および８０：２０のパラジウム（Ｐｄ）対白金（Ｐ
ｔ）の割合に関する室温抵抗値につき、５０：５０のＰ
ｄ／Ｐｔの割合において室温抵抗値は最大値をとること
が判る。それに対して、５０：５０のＰｄ／Ｐｔの割合
において温度係数曲線は最小値を有している。以下に、
種々の組成割合に関する抵抗の幾つかの温度係数を例示
的に挙げる。
導体２４中のパラジウム（Ｐｄ）／白金（Ｐｔ）含量と
の関係を示す線図が示されている。図示の曲線経過にお
いては、接続導体２４のための１５μｍの層厚さから出
発する。例示的に書き込まれた、０：１００、５０：５
０および８０：２０のパラジウム（Ｐｄ）対白金（Ｐ
ｔ）の割合に関する室温抵抗値につき、５０：５０のＰ
ｄ／Ｐｔの割合において室温抵抗値は最大値をとること
が判る。それに対して、５０：５０のＰｄ／Ｐｔの割合
において温度係数曲線は最小値を有している。以下に、
種々の組成割合に関する抵抗の幾つかの温度係数を例示
的に挙げる。
【００１７】ＴK（０：１００）＝１００％ ＴK（５０：５０）＝３４．７％ ＴK（８０：２０）＝４３．５％ ＴK（１００：０）＝５６．５％ このことから、既に述べたように、接続導体は抵抗加熱
素子よりも小さな、抵抗の温度係数を有していることが
判る。これにより、セラミックヒータ装置全体の運転時
における接続導体の、抵抗加熱素子に比べて小さな固有
抵抗もしくは全抵抗に関して比較的小さな固有抵抗に影
響を与えることができる。したがって、運転時ではセラ
ミックヒータの全抵抗における接続導体の固有抵抗分が
減少する。
素子よりも小さな、抵抗の温度係数を有していることが
判る。これにより、セラミックヒータ装置全体の運転時
における接続導体の、抵抗加熱素子に比べて小さな固有
抵抗もしくは全抵抗に関して比較的小さな固有抵抗に影
響を与えることができる。したがって、運転時ではセラ
ミックヒータの全抵抗における接続導体の固有抵抗分が
減少する。
【００１８】図５には、白金・パラジウム位相線図が示
されている。この場合、一方ではパラジウムの重量％
（Ｇｅｗ％）が、他方ではパラジウムの原子％（Ａ％）
が、パラジウム・白金サーメットから成る接続導体の温
度Ｔとの関係で表されている。両合金成分は完全に互い
に可溶性であり、したがって金属間化合物は生じないこ
とが明らかとなる。溶融温度は、このようなセラミック
ヒータの製造において汎用される焼結温度よりも明らか
に高い（少なくとも１５５５℃）。しかし、固体拡散に
よって、貴金属サーメット層中の微細なＰｔ粒子および
Ｐｄ粒子（有利には＜１０μｍ）の使用された混合物か
ら、所望のＰｔ・Ｐｄ合金が生成し得る。
されている。この場合、一方ではパラジウムの重量％
（Ｇｅｗ％）が、他方ではパラジウムの原子％（Ａ％）
が、パラジウム・白金サーメットから成る接続導体の温
度Ｔとの関係で表されている。両合金成分は完全に互い
に可溶性であり、したがって金属間化合物は生じないこ
とが明らかとなる。溶融温度は、このようなセラミック
ヒータの製造において汎用される焼結温度よりも明らか
に高い（少なくとも１５５５℃）。しかし、固体拡散に
よって、貴金属サーメット層中の微細なＰｔ粒子および
Ｐｄ粒子（有利には＜１０μｍ）の使用された混合物か
ら、所望のＰｔ・Ｐｄ合金が生成し得る。
【００１９】このような固体拡散プロセスは、セラミッ
クヒータ装置の焼結時に抵抗加熱素子１４と接続導体２
４との間のすぐれた結合をも保証する。
クヒータ装置の焼結時に抵抗加熱素子１４と接続導体２
４との間のすぐれた結合をも保証する。
【図１】本発明によるセラミックヒータの分解斜視図で
ある。
ある。
【図２】マルチプルパネルに製造された電気的な接続導
体の平面図である。
体の平面図である。
【図３】マルチプルパネルに製造された抵抗加熱素子の
平面図である。
平面図である。
【図４】室温における抵抗値Ｒと、接続導体のパラジウ
ム（Ｐｄ）／白金（Ｐｔ）含量との関係を示す線図であ
る。
ム（Ｐｄ）／白金（Ｐｔ）含量との関係を示す線図であ
る。
【図５】接続導体に用いられる貴金属・合金の位相線図
である。
である。
１０ セラミックヒータ、 １２ セラミック基板、
１４ 抵抗加熱素子、１６，１８ 接点、 ２０，２２
接続端子、 ２４ 接続導体、 ２６ 第２のセラミ
ック基板、 ２８ 位置調整マーク
１４ 抵抗加熱素子、１６，１８ 接点、 ２０，２２
接続端子、 ２４ 接続導体、 ２６ 第２のセラミ
ック基板、 ２８ 位置調整マーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴェルナー グリュンヴァルト ドイツ連邦共和国 ゲルリンゲン レーマ ーヴェーク ８ (72)発明者 ゲルハルト シュナイダー ドイツ連邦共和国 ファイヒンゲン ウル メンヴェーク １−２ (72)発明者 ハラルト ノイマン ドイツ連邦共和国 ファイヒンゲン レー メンシュトラーセ 29−１
Claims (10)
- 【請求項１】 セラミックヒータであって、プレート状
のセラミック基板と、該セラミック基板の少なくとも一
方の端部の近くに配置された少なくとも１つの抵抗加熱
素子と、各抵抗加熱素子に対応する、ストリップ状の一
対の電気的な接続導体とが設けられており、該接続導体
が、前記抵抗加熱素子に設けられた両接点からセラミッ
ク基板の他方の端部に配置された接続端子にまで延びて
いる形式のものにおいて、抵抗加熱素子（１４）と電気
的な接続導体（２４）とが、別個のユニットとして形成
されていて、しかも互いに異なる材料から成っているこ
とを特徴とする、セラミックヒータ。 - 【請求項２】 接続導体（２４）と抵抗加熱素子（１
４）とが、互いに異なる正の、抵抗の温度係数を有して
いる、請求項１記載のセラミックヒータ。 - 【請求項３】 接続導体（２４）が、抵抗加熱素子（１
４）よりも小さな、抵抗の温度係数を有している、請求
項２記載のセラミックヒータ。 - 【請求項４】 抵抗加熱素子（１４）が、貴金属サーメ
ットから成っている、請求項１から３までのいずれか１
項記載のセラミックヒータ。 - 【請求項５】 抵抗加熱素子（１４）が、白金（Ｐｔ）
・アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）サーメットから成っている、請
求項４記載のセラミックヒータ。 - 【請求項６】 接続導体（２４）が、貴金属・合金サー
メットから成っている、請求項１から５までのいずれか
１項記載のセラミックヒータ。 - 【請求項７】 接続導体（２４）が、パラジウム（Ｐ
ｄ）サーメットから成っている、請求項１から６までの
いずれか１項記載のセラミックヒータ。 - 【請求項８】 接続導体（２４）が、パラジウム（Ｐ
ｄ）・白金（Ｐｔ）・アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）サーメット
から成っている、請求項６記載のセラミックヒータ。 - 【請求項９】 接続導体（２４）の最終合金が、セラミ
ックヒータ（１０）の焼結プロセスによって調節可能で
ある、請求項１から８までのいずれか１項記載のセラミ
ックヒータ。 - 【請求項１０】 接続導体（２４）と抵抗加熱素子（１
４）とが、選択可能なレイアウトを有するプリント層と
してセラミック基板（１２）にプリントされている、請
求項１から９までのいずれか１項記載のセラミックヒー
タ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4420944.4 | 1994-06-16 | ||
| DE19944420944 DE4420944C2 (de) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | Keramischer Heizkörper |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH088044A true JPH088044A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=6520668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14659595A Pending JPH088044A (ja) | 1994-06-16 | 1995-06-13 | セラミックヒータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088044A (ja) |
| DE (1) | DE4420944C2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000011970A (ko) * | 1998-07-28 | 2000-02-25 | 클라우스 포스, 게오르그 뮐러 | 람다탐침을구비한가열소자 |
| US20110020535A1 (en) * | 2005-11-16 | 2011-01-27 | Delphi Technologies, Inc. | Sensing element and method of making the same |
| CN102313762A (zh) * | 2010-07-09 | 2012-01-11 | 株式会社电装 | 气体传感器元件和气体传感器 |
| CN106013055A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-10-12 | 周兆弟 | 一种直角桩及围护桩结构 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3230793B2 (ja) * | 1995-01-24 | 2001-11-19 | 富士電機株式会社 | セラミックス発熱体 |
| DE10052948A1 (de) * | 2000-10-25 | 2002-05-08 | Dittrich Elektronic Gmbh & Co | Heizelement |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1415644A (en) * | 1971-11-18 | 1975-11-26 | Johnson Matthey Co Ltd | Resistance thermometer element |
| US4110124A (en) * | 1975-09-22 | 1978-08-29 | Engelhard Minerals & Chemicals Corporation | Thick film thermocouples |
| JPS61109289A (ja) * | 1984-11-01 | 1986-05-27 | 日本碍子株式会社 | セラミツクヒ−タおよびその製造方法 |
| JPH01194282A (ja) * | 1988-01-28 | 1989-08-04 | Ngk Insulators Ltd | セラミック・ヒータ及び電気化学的素子並びに酸素分析装置 |
| 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 |
-
1994
- 1994-06-16 DE DE19944420944 patent/DE4420944C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-06-13 JP JP14659595A patent/JPH088044A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20000011970A (ko) * | 1998-07-28 | 2000-02-25 | 클라우스 포스, 게오르그 뮐러 | 람다탐침을구비한가열소자 |
| US20110020535A1 (en) * | 2005-11-16 | 2011-01-27 | Delphi Technologies, Inc. | Sensing element and method of making the same |
| US8545684B2 (en) | 2005-11-16 | 2013-10-01 | Delphi Technologies, Inc. | Sensing element and method of making the same |
| CN102313762A (zh) * | 2010-07-09 | 2012-01-11 | 株式会社电装 | 气体传感器元件和气体传感器 |
| DE102011078887A1 (de) | 2010-07-09 | 2012-01-12 | Denso Corporation | Gassensorelement und Gassensor |
| US8844338B2 (en) | 2010-07-09 | 2014-09-30 | Denso Corporation | Gas sensor element and gas sensor |
| DE102011078887B4 (de) | 2010-07-09 | 2023-02-09 | Denso Corporation | Gassensorelement und Gassensor |
| CN106013055A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-10-12 | 周兆弟 | 一种直角桩及围护桩结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4420944C2 (de) | 2001-11-22 |
| DE4420944A1 (de) | 1996-01-11 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040818 |
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Effective date: 20041116 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 |
|
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