JPH09139278A - ヒーター用抵抗体ペースト - Google Patents
ヒーター用抵抗体ペーストInfo
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Landscapes
- Surface Heating Bodies (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 適度の電気抵抗を有し且つ抵抗値の変化が少
なくて安価なヒーター用抵抗体ペーストを提供する。 【解決手段】 銀粉末１００重量部に対してアルミニウ
ム粉末を１〜５０重量部配合する。
なくて安価なヒーター用抵抗体ペーストを提供する。 【解決手段】 銀粉末１００重量部に対してアルミニウ
ム粉末を１〜５０重量部配合する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、安価な材料を用い
て空気中の焼成により容易にヒーターを形成することが
できる技術に関する。
て空気中の焼成により容易にヒーターを形成することが
できる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
より、各種セラミック基板上に発熱体となる材料のペー
ストをスクリーン印刷を経て焼成することによりヒータ
ーを形成する方法が試みられている。例えば、ＭｏやＷ
が発熱体となるように、これらのペーストを用い、発熱
体をアルミナの多層基板の内層として形成する方法があ
る。また、ＡｌＮ基板上に発熱体となるＰｔ／Ｐｄのペ
ーストを印刷し、焼成する方法がある。
より、各種セラミック基板上に発熱体となる材料のペー
ストをスクリーン印刷を経て焼成することによりヒータ
ーを形成する方法が試みられている。例えば、ＭｏやＷ
が発熱体となるように、これらのペーストを用い、発熱
体をアルミナの多層基板の内層として形成する方法があ
る。また、ＡｌＮ基板上に発熱体となるＰｔ／Ｐｄのペ
ーストを印刷し、焼成する方法がある。
【０００３】しかし、これらの材料は、それぞれヒータ
ーとして用いるには電気抵抗が必ずしも高くなく、セラ
ミック部の熱容量が大きいために昇温時間が長くかか
り、さらに、高価であるという欠点がある。
ーとして用いるには電気抵抗が必ずしも高くなく、セラ
ミック部の熱容量が大きいために昇温時間が長くかか
り、さらに、高価であるという欠点がある。
【０００４】また、Ｎｉ（一部ホウ化ニッケルを含む）
を抵抗体として使うことも試みられているが、発熱時の
酸化のため、抵抗値が経時的に高くなるという問題があ
る。本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑
みてなされたものであって、その目的は、適度の電気抵
抗を有し且つ抵抗値の変化が少なくて安価なヒーター用
抵抗体ペーストを提供することにある。
を抵抗体として使うことも試みられているが、発熱時の
酸化のため、抵抗値が経時的に高くなるという問題があ
る。本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑
みてなされたものであって、その目的は、適度の電気抵
抗を有し且つ抵抗値の変化が少なくて安価なヒーター用
抵抗体ペーストを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の要旨は、銀粉末１００重量部に対してアルミ
ニウム粉末を１〜５０重量部配合したヒーター用抵抗体
ペーストにある。銀粉末の粒径は２０μｍ以下とし、ア
ルミニウム粉末の粒径は５０μｍ以下とするのが好まし
い。その形状は球状、フレーク状等のどのような形状の
ものも使用できる。ペーストの膜厚が厚い場合の基板
は、昇温時のペーストとの熱膨張差による破損を防ぐた
め、一般に熱膨張率の低いもの、あるいは熱伝導性が高
いものが好ましく用いられる。
に本発明の要旨は、銀粉末１００重量部に対してアルミ
ニウム粉末を１〜５０重量部配合したヒーター用抵抗体
ペーストにある。銀粉末の粒径は２０μｍ以下とし、ア
ルミニウム粉末の粒径は５０μｍ以下とするのが好まし
い。その形状は球状、フレーク状等のどのような形状の
ものも使用できる。ペーストの膜厚が厚い場合の基板
は、昇温時のペーストとの熱膨張差による破損を防ぐた
め、一般に熱膨張率の低いもの、あるいは熱伝導性が高
いものが好ましく用いられる。
【０００６】また、一般の電極ペースト材料に使用され
る有機ビヒクル、例えば、セルロース系やアクリレート
系の樹脂をターピネオール、ブチルカルビトール、セル
ソルブ等の溶剤に溶解したものを使用することができる
が、これらに限定されるものではない。
る有機ビヒクル、例えば、セルロース系やアクリレート
系の樹脂をターピネオール、ブチルカルビトール、セル
ソルブ等の溶剤に溶解したものを使用することができる
が、これらに限定されるものではない。
【０００７】さらに、その他の添加物として、基板との
接合強度を得るためにガラス粉末を使用することができ
るが、ヒーターとしての特性を大きく損ねない限りにお
いて、諸特性向上のために各種の添加物を配合すること
ができる。
接合強度を得るためにガラス粉末を使用することができ
るが、ヒーターとしての特性を大きく損ねない限りにお
いて、諸特性向上のために各種の添加物を配合すること
ができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明によれば、銀粉末１００重
量部に対するアルミニウム粉末の配合量を１〜５０重量
部とするが、その理由は以下の通りである。アルミニウ
ム粉末の配合量が１重量部未満では、ヒーターとして用
いるに必要な十分大きな抵抗値が得られない。一方、ア
ルミニウム粉末の配合量が増えると抵抗値は大きくな
り、特に、アルミニウム粉末の配合量≦１０重量部の範
囲においてアルミニウム粉末の配合量が増えると、得ら
れる焼成膜の抵抗値は指数関数的に大きくなる。しか
し、アルミニウム粉末の配合量が５０重量部を超える
と、ヒーターとして用いた場合の耐ヒートサイクル性が
悪くなる。これはアルミニウム粉末の焼結性が悪いこと
によるものと考えられる。
量部に対するアルミニウム粉末の配合量を１〜５０重量
部とするが、その理由は以下の通りである。アルミニウ
ム粉末の配合量が１重量部未満では、ヒーターとして用
いるに必要な十分大きな抵抗値が得られない。一方、ア
ルミニウム粉末の配合量が増えると抵抗値は大きくな
り、特に、アルミニウム粉末の配合量≦１０重量部の範
囲においてアルミニウム粉末の配合量が増えると、得ら
れる焼成膜の抵抗値は指数関数的に大きくなる。しか
し、アルミニウム粉末の配合量が５０重量部を超える
と、ヒーターとして用いた場合の耐ヒートサイクル性が
悪くなる。これはアルミニウム粉末の焼結性が悪いこと
によるものと考えられる。
【０００９】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。 〔実施例１〕次の表１に示す配合のペーストを、ＳｉＯ
2 を主成分とするセラミック基板上に、図１に示すよう
なパターンでスクリーン印刷し（ライン幅＝５００μ
ｍ）、ベルト式焼成炉を用いて９００℃で２０分間（入
口から出口までの在炉時間＝２時間）焼成した。その結
果得られた厚膜抵抗体のシート抵抗値と耐ヒートサイク
ル性をアルミニウム粉末の配合量別に以下の表２に示
す。なお、シート抵抗値は、膜厚１０μｍのときの値に
換算して示した。耐ヒートサイクル性は、通電状態によ
り、『室温で１５分間の状態』と『３００℃で１５分間
の状態』を１０００サイクル繰り返した後の抵抗変化率
ΔＲで示した。このΔＲは次式で定義されるものであ
る。 ΔＲ＝（ＲHC−ＲINT ) ／ＲINT ×１００（％）：ただ
し、ＲHCはヒートサイクル後の抵抗値であり、ＲINT は
初期抵抗値である。
2 を主成分とするセラミック基板上に、図１に示すよう
なパターンでスクリーン印刷し（ライン幅＝５００μ
ｍ）、ベルト式焼成炉を用いて９００℃で２０分間（入
口から出口までの在炉時間＝２時間）焼成した。その結
果得られた厚膜抵抗体のシート抵抗値と耐ヒートサイク
ル性をアルミニウム粉末の配合量別に以下の表２に示
す。なお、シート抵抗値は、膜厚１０μｍのときの値に
換算して示した。耐ヒートサイクル性は、通電状態によ
り、『室温で１５分間の状態』と『３００℃で１５分間
の状態』を１０００サイクル繰り返した後の抵抗変化率
ΔＲで示した。このΔＲは次式で定義されるものであ
る。 ΔＲ＝（ＲHC−ＲINT ) ／ＲINT ×１００（％）：ただ
し、ＲHCはヒートサイクル後の抵抗値であり、ＲINT は
初期抵抗値である。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【表２】
【００１２】表２に明らかなように、本発明に係るもの
は適度の抵抗値を有し、抵抗変化率が小さい。しかし、
Ｎｏ１の比較例はアルミニウム粉末が配合されていない
ので、抵抗値が小さい。また、Ｎｏ５の比較例はアルミ
ニウム粉末の配合量が多すぎるので、抵抗変化率が過大
である。
は適度の抵抗値を有し、抵抗変化率が小さい。しかし、
Ｎｏ１の比較例はアルミニウム粉末が配合されていない
ので、抵抗値が小さい。また、Ｎｏ５の比較例はアルミ
ニウム粉末の配合量が多すぎるので、抵抗変化率が過大
である。
【００１３】〔実施例２〕ＡｌＮ基板上に、実施例１と
同様の方法で厚膜抵抗体を形成した。そのペースト配合
を以下の表３に示し、得られた厚膜抵抗体のシート抵抗
値と耐ヒートサイクル性をアルミニウム粉末の配合量別
に以下の表４に示す。
同様の方法で厚膜抵抗体を形成した。そのペースト配合
を以下の表３に示し、得られた厚膜抵抗体のシート抵抗
値と耐ヒートサイクル性をアルミニウム粉末の配合量別
に以下の表４に示す。
【００１４】
【表３】
【００１５】
【表４】
【００１６】表４に明らかなように、本発明に係るもの
は適度の抵抗値を有し、抵抗変化率が小さい。しかし、
Ｎｏ６の比較例はアルミニウム粉末が配合されていない
ので、抵抗値が小さい。また、Ｎｏ１０の比較例はアル
ミニウム粉末の配合量が多すぎるので、抵抗変化率が大
きすぎて断線した。
は適度の抵抗値を有し、抵抗変化率が小さい。しかし、
Ｎｏ６の比較例はアルミニウム粉末が配合されていない
ので、抵抗値が小さい。また、Ｎｏ１０の比較例はアル
ミニウム粉末の配合量が多すぎるので、抵抗変化率が大
きすぎて断線した。
【００１７】表２、表４に示すように、本発明に係る抵
抗体ペーストによれば、銀粉末に対するアルミニウム粉
末の配合量を調整することにより、大きな抵抗値を示す
ものを得ることができるが、これは、銀とアルミニウム
との間に金属間化合物や固溶体が形成されることによる
ものと考えられる。また、本発明に係る抵抗体ペースト
を用いたヒーターは、抵抗変化率の数値に示されるごと
く、発熱・昇降温に対して極めて高い経時安定性を有し
ている。これは、銀膜やアルミニウム膜が単体でも、空
気中の加熱で酸化されにくいこと（少なくとも導体内部
まで）を反映しているものと考えられる。
抗体ペーストによれば、銀粉末に対するアルミニウム粉
末の配合量を調整することにより、大きな抵抗値を示す
ものを得ることができるが、これは、銀とアルミニウム
との間に金属間化合物や固溶体が形成されることによる
ものと考えられる。また、本発明に係る抵抗体ペースト
を用いたヒーターは、抵抗変化率の数値に示されるごと
く、発熱・昇降温に対して極めて高い経時安定性を有し
ている。これは、銀膜やアルミニウム膜が単体でも、空
気中の加熱で酸化されにくいこと（少なくとも導体内部
まで）を反映しているものと考えられる。
【００１８】
【発明の効果】一般的な銀ペースト、アルミニウムペー
ストの焼成膜は、それぞれ２〜５、２０〜５０ｍΩ／□
／１０μｍ程度の低い抵抗値であるが、本発明によれ
ば、銀粉末に対するアルミニウム粉末の配合量を調整す
ることにより、これらに比して格段に大きな抵抗値を示
すものを得ることが可能であり、銀粉末とアルミニウム
粉末の比率を調整することにより、任意の抵抗値のもの
を得ることができる。また、本発明に係る抵抗体ペース
トを用いたヒーターは、発熱・昇降温に対して極めて高
い経時安定性を有している。
ストの焼成膜は、それぞれ２〜５、２０〜５０ｍΩ／□
／１０μｍ程度の低い抵抗値であるが、本発明によれ
ば、銀粉末に対するアルミニウム粉末の配合量を調整す
ることにより、これらに比して格段に大きな抵抗値を示
すものを得ることが可能であり、銀粉末とアルミニウム
粉末の比率を調整することにより、任意の抵抗値のもの
を得ることができる。また、本発明に係る抵抗体ペース
トを用いたヒーターは、発熱・昇降温に対して極めて高
い経時安定性を有している。
【図１】印刷に用いたスクリーンのパターンを示す図で
ある。
ある。
Claims (1)
- 【請求項１】 銀粉末１００重量部に対してアルミニウ
ム粉末を１〜５０重量部配合したヒーター用抵抗体ペー
スト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7295159A JPH09139278A (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | ヒーター用抵抗体ペースト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7295159A JPH09139278A (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | ヒーター用抵抗体ペースト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09139278A true JPH09139278A (ja) | 1997-05-27 |
Family
ID=17817022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7295159A Pending JPH09139278A (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | ヒーター用抵抗体ペースト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09139278A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000069219A1 (fr) * | 1999-05-07 | 2000-11-16 | Ibiden Co., Ltd. | Plaque chauffante et son procede de fabrication |
| WO2002082472A2 (en) | 2001-04-09 | 2002-10-17 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | The use of conductor compositions in electronic circuits |
| JP2013161770A (ja) * | 2012-02-09 | 2013-08-19 | Kyoto Elex Kk | セラミック基板ヒータ用抵抗体ペーストおよびセラミック基板ヒータ |
-
1995
- 1995-11-14 JP JP7295159A patent/JPH09139278A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000069219A1 (fr) * | 1999-05-07 | 2000-11-16 | Ibiden Co., Ltd. | Plaque chauffante et son procede de fabrication |
| US6967313B1 (en) | 1999-05-07 | 2005-11-22 | Ibiden Company, Ltd. | Hot plate and method of producing the same |
| WO2002082472A2 (en) | 2001-04-09 | 2002-10-17 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | The use of conductor compositions in electronic circuits |
| EP1377988A2 (en) * | 2001-04-09 | 2004-01-07 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | The use of conductor compositions in electronic circuits |
| US7189343B2 (en) | 2001-04-09 | 2007-03-13 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Use of conductor compositions in electronic circuits |
| JP2013161770A (ja) * | 2012-02-09 | 2013-08-19 | Kyoto Elex Kk | セラミック基板ヒータ用抵抗体ペーストおよびセラミック基板ヒータ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040614 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040706 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041102 |