JPH1197158A - セラミックヒーター及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来対比で簡略化した構造を有するセラミッ
クヒーターの有利な製造方法について提案する。 【解決手段】 離型フィルム上において、導電ペースト
を所定のパターンに印刷して抵抗発熱体を形成し、該抵
抗発熱体の端部に接続端子を印刷し、次いで接続端子を
除く抵抗発熱体上にセラミックスラリーを印刷して絶縁
性グリーンシートを形成し、その後、離型フィルムか
ら、抵抗発熱体及び接続端子が一体となった絶縁性グリ
ーンシートを剥離し、該絶縁性グリーンシートの剥離面
を内側にして芯材にグリーンシートを巻き付けたのち、
焼成を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、セラミックス中
に抵抗発熱体を埋設したセラミックヒーター及びその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】セラミックヒーターは、自動車用の酸素
センサーやグローシステムに、また半導体加熱用ヒータ
ー並びに石油ファンヒーター等の石油気化器用熱源とし
て、広範囲に使用されている。

【０００３】このセラミックヒーターは、図１に示すよ
うに、芯材10とこの芯材10に接着層11を介して巻き付け
た絶縁性シート12との間に抵抗発熱体13を埋設し、該抵
抗発熱体13の端部を絶縁性シート12の外側に設けた外部
端子14と接続して成る。この抵抗発熱体13の端部と外部
端子14とは、図１(b) に示すように、絶縁性シート12の
外部端子14下に設けたスルーホール15を介して接続され
ている。そして、外部端子14にリード線16から通電する
ことによって、抵抗発熱体13が発熱する結果、ヒーター
として機能する仕組みとなっている。

【０００４】ここで、この種のセラミックヒーターの製
造方法の一例としては、図２に各工程を示すように、ま
ず同図(a) に示す、ドクターブレード法または押し出し
法によって成形した絶縁性グリーンシート12a に、同図
(b) に示すように、スルーホール15を形成し、その内部
に導体を充填する。次いで、同図(c) に示すように、導
体ペーストを所定パターンで印刷、そして乾燥して抵抗
発熱体13を形成してから、絶縁性グリーンシート12a を
反転し、同図(d) に示すように、裏面のスルーホール15
上に外部端子14を印刷後乾燥し、再度反転したのち、同
図(e) に示すように、抵抗発熱体13上に接着層11を印刷
後乾燥する。さらに、同図(f) に示すように、以上の処
理を施した絶縁性グリーンシート12a を接着層11が内側
になるように芯材10に巻き付け、その後焼成して同図
(g) に示す製品が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図１に示した事例を含
めて、セラミックヒーターは、絶縁シートの裏側に抵抗
発熱体を配置するのが一般的であり、従って抵抗発熱体
とこれに電流を導く外部端子との間に絶縁シートが介在
しているため、該絶縁シートにスルーホールを形成し
て、抵抗発熱体と外部端子とを連絡する必要がある。そ
のため、スルーホールを形成し、そこに導体を充填す
る、などの工程が不可欠になり、工程及び構成がともに
複雑になることは避けられず、コスト高の原因となって
いた。

【０００６】そこで、この発明は、従来対比で簡略化し
た構造を有するセラミックヒーター及びその有利な製造
方法について提案することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、芯材とこの
芯材を被覆する絶縁性シートとの間に抵抗発熱体を埋設
し、該抵抗発熱体の端部に接続した端子を、絶縁性シー
トの切欠きを介して外側に露出して成り、とりわけ芯材
に巻き付けた絶縁性シートの巻き始端部と終端部との間
に隙間を設け、かつ始端部及び終端部に稜角がないこと
を特徴とするセラミックヒーターである。

【０００８】また、上記セラミックヒーターは、離型フ
ィルム上において、導電ペーストを所定のパターンに印
刷して抵抗発熱体を形成し、該抵抗発熱体の端部に接続
端子を印刷し、次いで接続端子を除く抵抗発熱体上にセ
ラミックスラリーを印刷して絶縁性グリーンシートを形
成し、その後、離型フィルムから、抵抗発熱体及び接続
端子が一体となった絶縁性グリーンシートを剥離し、該
絶縁性グリーンシートの剥離面を内側にして芯材にグリ
ーンシートを巻き付けたのち、焼成を行うことを特徴と
する方法によって、製造することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、この発明に従うセラミック
ヒーターの製造手順について詳しく説明する。すなわ
ち、図３(a) に示すように、離型フィルム１上におい
て、タングステン、モリブデン、タンタル、ニオブおよ
びチタン等の高融点金属のうちから選ばれる少なくとも
１種による導電ペーストを所定のパターンに印刷、そし
て乾燥して抵抗発熱体２を形成し、その後同図(b) に示
すように、抵抗発熱体２の端部に導電ペーストを印刷、
そして乾燥して端子３を形成する。次いで、同図(c) に
示すように、端子３を除く抵抗発熱体２上に、アルミ
ナ、窒化アルミニウム、ムライトまたはコージェライト
などのセラミックスラリーを印刷、そして乾燥して絶縁
性グリーンシート４を形成したのち、離型フィルム１か
ら、抵抗発熱体２及び端子３が一体となった絶縁性グリ
ーンシート４を剥離し、その剥離面4a、すなわち抵抗発
熱体２が形成された面を内側にして、同図(d) に示すよ
うに、芯材５に絶縁性グリーンシート４を巻き付ける。
その後、成形体を焼成して図５に示す製品が得られる。

【００１０】なお、以上の抵抗発熱体２、接続端子３及
び絶縁性グリーンシート４を形成するための各印刷工程
は、例えば絶縁性グリーンシート４の形成工程の場合を
図４に示すように、所定の形状の型抜きを施したメタル
マスク６を使用し、離型フィルム１を移動しながら複数
の印刷を同時に連続的に行うことが好ましい。

【００１１】ここで、図２に示した従来の工程と上記し
たこの発明による工程とを比較した結果について、表１
に示すように、この発明の適用によって、製造工程の大
幅な省略が実現される。ちなみに、この発明の製造方法
において、芯材にグリーンシートを巻き付ける際、事前
に接着層の形成が不要であるのは、抵抗発熱体、端子、
絶縁性グリーンシートが平坦な離型フィルム上に積み重
なる様に形成されるため、剥離面（巻き付け面）は当然
段差がなく、接着層により平坦化を実施する必要がない
からである。

【００１２】

【表１】

【００１３】さて、上記製造工程にて得られたセラミッ
クヒーターは、図５に示すように、芯材５とこの芯材５
を被覆する絶縁性シート40との間に抵抗発熱体２を埋設
し、該抵抗発熱体２の端部に接続した端子３を、絶縁性
シート40の切欠き41を介して外側に露出して成る。従っ
て、従来は必須であった抵抗発熱体と端子との間を連絡
するスルーホールが不要になるのである。

【００１４】また、芯材５に巻き付けた絶縁性シート40
の巻き始端部42と終端部43との間に隙間を設けた結果、
軸方向に延びるスリット44が形成される。さらに、スリ
ット44を囲む始端部42及び終端部43は、図５(b) に示す
ように、稜角がないことが特徴である。すなわち、この
発明の製造方法では、絶縁シートを印刷によって形成す
るため、セラミックスラリーの印刷そして乾燥の過程で
シート周縁が自然にだれて、乾燥後のシートの周縁は全
て円くなる結果、シートの各端部は稜角がない形状とな
る。ここに、従来のセラミックヒーターにおける絶縁シ
ートは、ドクターブレード法などによって形成されたも
のを打ち抜き等で所定の大きさに切り出すため、図１
(b) に示したように、シートの端縁に稜角が存在し、と
くに巻き始端部及び終端部に稜角があると、ここに衝撃
が加わった場合に、欠けを生じて、セラミックスの破壊
起点となり易い。これに対して、この発明に従って製造
されたセラミックヒーターは、稜角のない始端部42及び
終端部43が得られるため、始端部42及び終端部43が破壊
起点となることはない。

【００１５】

【発明の効果】この発明によれば、在来のセラミックヒ
ーターに比べて、とくにスルーホールの省略によって、
構造の簡素化、そして製造工程の簡略化が達成されるた
め、従前と同等以上の性能のセラミックヒーターを低コ
ストで提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のセラミックヒーターの構造を示す図であ
る。

【図２】従来のセラミックヒーターの製造工程を示す図
である。

【図３】この発明に従うセラミックヒーターの製造工程
を示す図である。

【図４】この発明に従うセラミックヒーターの製造工程
における絶縁性グリーンシートの形成要領を示す図であ
る。

【図５】この発明のセラミックヒーターの構造を示す図
である。

【符号の説明】

１ 離型フィルム ２ 抵抗発熱体 ３ 端子 ４ 絶縁性グリーンシート ５ 芯材 ６ メタルマスク 40 絶縁性シート 41 切欠き 42 始端部 43 終端部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高松 昇司 岐阜県揖斐郡揖斐川町北方１の１ イビデ ン株式会社大垣北工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯材とこの芯材を被覆する絶縁性シート
   との間に抵抗発熱体を埋設し、該抵抗発熱体の端部に接
   続した端子を、絶縁性シートの切欠きを介して外側に露
   出して成ることを特徴とするセラミックヒーター。
2. 【請求項２】 請求項１において、芯材に巻き付けた絶
   縁性シートの巻き始端部と終端部との間に隙間を設け、
   かつ始端部及び終端部に稜角がないことを特徴とするセ
   ラミックヒーター。
3. 【請求項３】 芯材とこの芯材を被覆する絶縁性シート
   との間に抵抗発熱体を埋設し、該抵抗発熱体を外部端子
   と接続して成るセラミックヒーターを製造する方法であ
   って、 離型フィルム上において、導電ペーストを所定のパター
   ンに印刷して抵抗発熱体を形成し、該抵抗発熱体の端部
   に接続端子を印刷し、次いで接続端子を除く抵抗発熱体
   上にセラミックスラリーを印刷して絶縁性グリーンシー
   トを形成し、その後、離型フィルムから、抵抗発熱体及
   び接続端子が一体となった絶縁性グリーンシートを剥離
   し、該絶縁性グリーンシートの剥離面を内側にして芯材
   にグリーンシートを巻き付けたのち、焼成を行うことを
   特徴とするセラミックヒーターの製造方法。