KR100377700B1 - 세라믹스 히터 - Google Patents
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Abstract
기판을 형성하는 주성분에 질화 알루미늄, 질화규소 또는 탄화규소를 이용하여 기계적 강도를 높여 내열 충격성을 극복하고, 적절한 첨가물을 배합함으로써 열전도율을 조절하고, 발열체로부터 전극으로의 온도 경사를 완만하게 하여, 발열체의 전극과 급전부의 커넥터의 접점의 산화를 막는데 유효한 기판의 치수비를 제공한다. 세라믹스 기판의 표면에 전극과 발열체를 형성한 세라믹스 히터에 있어서, 발열체(2)의 회로의 전극(3)과의 접속 시점과 전극(3)측의 세라믹스 기판(1a) 단까지의 거리를 A, 세라믹스 기판(1a)의 두께를 B로 했을 때, A/B≥20이 되는 형상으로서, 세라믹스 기판(1a)의 열전도율을 30∼80W/m·K로 조정한다.
Description
본 발명은, 세라믹스 기판(이후, 단순히 기판이라고 함) 상에 발열체를 형성한 세라믹스 히터에 관한 것으로, 특히 전기, 전자 기기의 용도에 유용한 세라믹스 히터에 관한 것이다.
종래부터 세라믹스는, 그 절연성 및 회로 설계의 자유도가 우수하기 때문에, 여러 용도의 히터 기판으로서 이용되어 왔다. 특히 알루미나 소결체는, 세라믹스 중에서는 기계적 강도가 높고, 그 열전도율도 30W/m·K에 달하여 비교적 열전도성이나 내열 충격성에도 우수하며, 염가이기 때문에 널리 이용되어 왔다. 그러나, 알루미나 소결체를 기판에 이용한 경우, 발열체가 급격한 온도 변화를 따라가지 못해 기판이 열 충격에 의해 파단되는 경우가 있다.
기판의 내열 충격성을 향상시키기 위해, 특개평4-324276호 공보에는 열전도율이 160W/m·K 이상의 질화 알루미늄을 이용한 세라믹스 히터가 개시되어 있다. 이 정도의 열전도율을 갖는 기판을 이용하면, 급격한 온도 변화에 의해서도 알루미나를 이용한 기판과 같이 파단되는 일은 없다. 이 종래 기술에 따르면, 세라믹스 히터내의 온도 분포를 균일하게 하기 위해, 4층정도의 질화 알루미늄을 적층하고, 각 층에 각각 다른 형상의 발열체를 형성함과 함께, 전극의 위치를 대체로 기판의 중심부에 형성함으로써 히터 전체의 균열성을 확보할 수 있다고 설명되어 있다.
또한, 특개평9-197861호 공보에는, 정착기용 히터 기판에 질화 알루미늄을 이용하는 것이 개시되어 있다. 이 종래 기술에서는, 질화 알루미늄의 입자의 평균 입경을 6.0㎛ 이하로 하고, 소결조재(燒結助材)의 조합을 최적화하여, 적어도 1800℃ 이하, 바람직하게는 1700℃이하의 온도에서 소결함으로써, 50W/m·K이상, 바람직하게는 200W/m·K 이상의 열전도율을 갖는 기판을 얻을 수 있다. 이 열전도성이 양호한 기판을 정착기용 히터에 채용함으로써, 종이나 토너로 발열체의 열을 효율적으로 전하여 정착 속도의 향상을 꾀하는 것이라고 설명되어 있다.
기타, 특개평11-95583호 공보에는, 정착기용 히터 기판에 질화규소를 이용하는 것이 개시되어 있다. 이 종래 기술에서는, 항절 강도 490∼980N/㎟의 비교적 강도가 높고, 또한 40W/m·K 이상, 바람직하게는 80W/m·K 이상의 열전도율을 갖는 질화규소를 이용함으로써 기판 자체의 두께를 얇게 하고, 열용량을 작게 함으로써 소비 전력의 삭감을 꾀하고 있다. 또한, 열전도율이 질화 알루미늄보다 낮기 때문에, 발열체의 열이 급전부의 커넥터에 용이하게 전달되지 않아, 발열체 전극의 산화를 막고 접점 불량을 피할 수 있다고 설명되어 있다.
기판의 열전도율을 올려가면, 발열체로부터의 열의 전파 효율은 좋아지므로, 가열부 이외의 확산량도 증가하여, 결과적으로 소비 전력도 증가한다. 따라서, 기판 주변의 균열성에 우수하고, 또한 발열체의 전극 주변의 온도가 발열체 영역의 온도보다 수% 이상 저온인 것이, 발열체의 전극과 급전부 커넥터와의 접점의 산화를 막는데 유효하다. 본 발명은, 기판을 형성하는 주성분에 질화 알루미늄, 질화규소 또는 탄화규소를 이용하여 기계적 강도를 높여 내열 충격성을 극복하고, 적절한 첨가물을 배합함으로써 열전도율을 조절하고, 발열체로부터 전극으로의 온도 경사를 완만하게 하여, 발열체의 전극과 급전부 커넥터와의 접점의 산화를 막는데 유효한 기판의 치수비를 제공한다.
본 발명의 세라믹스 히터는, 세라믹스 기판의 표면에 전극과 발열체를 형성한 기판에 있어서, 발열체의 전극과의 접속 시점과 전극측의 기판단까지의 거리를 A, 기판의 두께를 B로 했을 때, A/B≥20이 되는 형상으로 형성하고, 기판의 열전도율을 30∼80W/m·K로 조정한다.
기판을 형성하는 주성분이 질화 알루미늄, 질화규소 또는 탄화규소이고, 이것에 열전도율이 50W/m·K 이하의 종성분을 첨가한다.
세라믹스의 주성분이 질화 알루미늄인 경우, 그 열전도율을 조정하기 때문에 질화 알루미늄 100 중량부에 대해, 산화알루미늄을 5∼100 중량부 첨가하던지 또는, 실리콘 또는/및 실리콘 화합물을 이 산화규소량으로 환산하여, 1∼20 중량부 첨가하던지 또는, 지르코늄 또는/및 지르코늄 화합물을 산화지르코늄량으로 환산하여, 5∼l00 중량부 첨가한다.
그리고 기계적 강도가 높은 세라믹스 소결체를 얻기 위해, 소결조제로서 질화 알루미늄 100 중량부에 대해, 주기율표의 알칼리토류 원소 또는/및 희토류 원소를 1∼10 중량부를 함유시킨다. 주기율표의 알칼리토류 원소는 칼슘(Ca)을, 주기율표의 희토류 원소는 네오디뮴(Nd) 및 이테르븀(Yb)을 선택하면 더욱 바람직하다.
도 1은 본 발명의 세라믹스 히터의 평면도.
도 2는 본 발명의 납땜 인두용 히터의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1a, 1b : 기판
2 : 발열체
3 : 전극
4 : 밀봉 유리
10 : 납땜 인두
11 : 인두 끝
12 : 프레임
13 : 단열재
14 : 파지수(把持手)
15 : 리드선
16 : 접점
17 : 스프링 시트
18 : 클램프 볼트
19 : 창
본 발명에 이용하는 세라믹스 히터의 기판 재질은, 질화 알루미늄(AlN), 질화규소(Si3N4), 탄화규소(SiC)를 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 원래 이들 세라믹스는, 원료 분말에 수% 이하의 적절한 소결조제를 첨가하여, 소결함으로써 열전도율이 100W/m·K를 넘는 기판을 얻을 수 있지만, 이것에 열전도율이 50W/m·K 이하의 종성분을 첨가함으로써, 열전도율을 30∼80W/m·K로 저하시킨 기판을 얻을 수 있다.
기판의 열전도율이 30W/m·K 이하이면, 통전된 발열체의 급격한 온도 상승에 따라, 기판 자신이 열 충격에 의해 파단될 가능성이 높아 바람직하지 못하다. 또한 열전도율이 80W/m·K를 넘으면, 발열체의 열은 기판 전체에 전파되어 균열성은 양호하지만, 가열부 이외에의 확산량도 증가하여 소비 전력도 증가하므로 바람직하지 못하다.
질화 알루미늄(AlN)에 대해 산화 알루미늄(Al2O3)을 첨가하는 경우, 질화 알루미늄 100 중량부에 대해 5∼100 중량부 첨가하는 것이 바람직하다. 첨가되는 산화 알루미늄은, 소결체 내에서 질화 알루미늄에 산소를 고체 용융시킴으로써 열전도율을 저하시킴과 함께, 산화 알루미늄 자신의 열전도율도 20W/m·K 정도이기 때문에, 질화 알루미늄의 입계층에 존재하여 세라믹스소결체의 열전도율을 저하시키는 효과가 있다. 산화 알루미늄의 첨가량이 5 중량부 미만인 경우, 열전도율이 80W/m·K를 넘는 경우가 있다. 또한 첨가량이 100 중량부를 넘으면, 질화 알루미늄과 산화 알미늄이 반응하여 산질화 알루미늄이 형성된다. 이 물질은 매우 열전도율이 낮기 때문에, 기판 전체의 열전도율도 30W/m·K 미만이 되는 경우도 있다.
또한, 질화 알루미늄(AlN)에 대해, 실리콘 또는/및 실리콘 화합물을 첨가하여 열전도율을 조정할 수도 있다. 첨가하는 실리콘 화합물에는, 이산화규소(SiO2), 질화규소(Si3N4), 탄화규소(SiC) 등이 있다. 이들 물질은 소결체 내의 입계층에 존재하고, 질화 알루미늄 입자끼리의 열전도를 저해하는 열 배리어상으로서 작용한다. 이 실리콘 또는/및 실리콘 화합물의 첨가량으로는, 질화 알루미늄 100 중량부에 대해 이 산화규소(SiO2)의 이중으로 환산하여 1∼20 중량부 첨가하는 것이 바람직하다. 첨가량이 1 중량부 미만인 경우, 실리콘의 열 배리어 효과가 불충분해지기 쉽고, 그 때문에 열전도율이 80W/m·K를 넘기는 경우가 있다. 또한 첨가량이 20 중량부를 넘으면, 열전도율이 30W/m·K 미만으로 저하하기 쉬워진다.
또한, 질화 알루미늄(AlN)에 대해, 지르코늄 또는/및 지르코늄 화합물을 첨가하여 열전도율을 조정할 수도 있다. 대표적인 것으로 산화지르코늄(ZrO2)이 있다. 이 물질은 소결체 내의 입계층에 존재하며, 질화 알루미늄 입자끼리의 열전도를 저해하는 열 배리어상으로서 작용한다. 산화지르코늄의 첨가량은, 질화 알루미늄 100 중량부에 대해 5∼100 중량부 첨가하는 것이 바람직하다. 첨가량이 5 중량부 미만인 경우, 지르코늄의 열 배리어 효과가 불충분해지기 쉽고, 그 때문에 열전도율이 80W/m·K를 초과하는 경우가 있다. 또한 그 첨가량이 100 중량부를 넘으면, 열전도율이 30W/m·K 미만으로 저하하기 쉬워진다.
또한, 질화 알루미늄의 열전도율을 저하시키기 위해, 다른 종성분으로서 산화 티탄, 산화바나듐, 산화망간, 산화마그네슘을 첨가하는 것도 가능하다. 첨가량으로는 질화 알루미늄 100 중량부에 대해, 산화 티탄으로는 15∼30 중량부, 산화바나듐으로는 5∼20 중량부, 산화망간으로는 5∼10 중량부, 산화마그네슘으로는 5∼15 중량부가 적합하다.
그리고, 세라믹스의 주성분이 질화규소(Si3N4)인 경우에도, 산화 알루미늄, 산화지르코늄, 산화티탄, 산화바나듐, 산화망간, 산화마그네슘을 첨가하여 열전도율을 조정할 수도 있다. 첨가량으로는 질화규소 100 중량부에 대해 산화알루미늄으로서는 2∼10 중량부, 산화지르코늄으로는 5∼20 중량부, 산화티탄으로는 10∼30 중량부, 산화바나듐으로는 5∼20 중량부, 산화망간으로는 5∼10 중량부, 산화마그네슘으로는 10∼20 중량부가 적합하다.
또한, 세라믹스의 주성분이 탄화규소(SiC)인 경우, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화티탄, 산화바나듐, 산화망간, 산화마그네슘을 첨가하여 열전도율을 조정할 수 있다. 첨가량으로는 탄화규소 100 중량부에 대해 산화알루미늄으로는 10∼40 중량부, 산화지르코늄으로는 5∼20 중량부, 산화티탄으로는 15∼30 중량부, 산화바나듐으로는 10∼25 중량부, 산화망간으로는 2∼10 중량부, 산화마그네슘 5∼15 중량부가 적합하다.
또한 본 발명에 있어서 주성분을 질화 알루미늄(AlN)으로 하는 경우, 치밀한 소결체를 얻기 위해, 주성분인 원료 분말 100 중량부에 대해, 소결조제로서 주기율표의 알칼리토류 원소 또는/및 희토류 원소를 1 중량부 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 또한, 첨가하는 주기율표의 알칼리토류 원소가 칼슘(Ca)이고, 주기율표의 희토류 원소가 네오디뮴(Nd) 및 이테르븀(Yb)인 것이 바람직하다. 이들 원소를 첨가함으로써, 비교적 저온에서 소결할 수 있어 소결 비용을 저감시킬 수 있다.
본 발명에서의 소결체의 제조 방법은, 주지의 방법에 따르면 좋다. 예를 들면, 소정량의 원료 분말에 유기 용매, 바인더 등을 첨가하여, 볼밀에 의한 혼합 공정에 따라 슬러리를 만들고, 그것을 닥터블레이드법에 따라 소정의 두께의 시트로 성형하고, 소정의 치수 형상으로 절단한 후, 대기중 혹은 질소 속에서 탈지한 후 비산화 분위기 속에서 소결하면 된다.
또 성형에 대해서는, 각종 프레스법이나 압출 성형법과 같은 통상의 수단을 이용할 수 있다. 또한, 히터의 제작에 있어서 발열체에는, 텅스텐이나 몰리브덴등으로 이루어지는 고융점 금속의 층을 소결체 상에 스크린 인쇄 등의 수법에 따라, 비산화 분위기 속에서 소결함으로써 원하는 패턴으로 형성할 수 있다. 또한, 발열체에의 급전부가 되는 전극도, 소결체 상에 스크린 인쇄해 둠으로써 동시에 형성하는 것도 가능하다. 단, 이 경우의 탈지는, 메탈라이즈층의 산화를 막기 위해 질소 등의 비산화 분위기 속에서 행할 필요가 있다. 또한, 발열체로서 Ag나 Ag-Pd 등을 이용할 수도 있다. 이하 납땜 인두용의 세라믹스 히터를 예로 들어 실시예를 설명하지만, 본 발명은, 이 용도에 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
실시예1
세라믹스의 주성분인 질화 알루미늄(AlN) 100 중량부에 대해, 표 1에 나타낸바와 같이 산화알루미늄(Al2O3)의 첨가량을 선택하고, 또한 소결조제로서 Yb2O3을 2 중량부, Nd2O3을 2 중량부, CaO를 0.3 중량부 첨가하고, 유기 용매 및 바인더를 첨가하여, 볼밀 혼합을 24시간 행하였다. 이 완성된 슬러리를 닥터블레이드법에 따라, 소결 후의 두께가 0.7㎜가 되도록 시트에 형성했다.
그리고, 도 1의 세라믹스 히터의 평면도에 도시된 기판(1a와 1b)의 소결 후의 치수가 모두 50㎜×5㎜이 되도록 시트형으로 절단하고, 대기 분위기 속에서 500℃로 탈지를 했다. 이어서, 이 탈지체를 질소분위기 속에서 1800℃로 소결한 후, 두께(B) 0.5㎜로 연마 가공했다. 또한 기판(1a) 상에 Ag-Pd 페이스트를 이용하여 발열체(2)를, Ag 페이스트를 이용하여 전극(3)을 스크린 인쇄하여, 대기중 880℃로 소결했다. 세라믹스 히터의 치수 형상은, 발열체(2)의 전극(3)과의 접속 시점과 전극(3)측의 기판(1a) 단까지의 거리를 A, 기판(1)의 두께를 B로 했을 때, A/B≥20이 되는 조건을 만족하도록 발열체(2)의 회로의 길이 방향 길이를 40㎜로 형성했다.
또한, 발열체(2)를 보호하기 위해 C-C 단면에 도시된 바와 같이 페이스트형의 밀봉 유리(4)를 도포하고, 그 상부에 45㎜×5㎜의 기판(1b)을 얹고, 대기중 880℃로 소결함으로써 쌍방의 기판(1a와 1b)을 접합하고, 도 2의 단면도로 나타내는 납땜 인두용 히터를 제작했다. 기판(1a와 1b)은, 기판의 전체 길이에 약간의 차이가 있을 뿐으로, 그 밖의 치수, 재질은 동일한 세라믹스이다. 실시예1에서의 열전도율은, 기판(1a)을 대상으로 레이저 플래시법으로 측정하여 표 1에 나타낸다.
납땜 인두(10)의 선단은, 기판(1a와 1b)으로 이루어지는 인두 끝(11)이 금속 박판으로 이루어지는 프레임(12)으로 유지되어 있다. 프레임(12)과 인두 끝(11)사이에는, 마이커(운모) 또는 아스베스트 등으로 이루어지는 단열재(13)가 개재하고, 프레임(12) 외주에 목제의 파지수(14)가 설치되어 있다. 전극(3)과 리드선(15)의 접속에는, 땜납 등의 용착 금속은 열 열화를 받기 쉬우므로, 오히려 기계적인 접점 접합이 되도록, 전극(3)에는 리드선(15)측의 접점(16)이, 전극(3)에 스프링 시트(17)와 클램프 볼트(18)에 의해 압접되어 있다. 접점(16)은 대기 속에서 300℃ 이상의 승온을 반복하면 산화되어, 접점 불량을 일으키기 쉽다. 참조 번호(19)는, 전극부(3)의 온도 관측용의 창이다.
통상, 납땜 인두(10)의 인두 끝(11)의 부재에는, 땜납과의 친화성이나 열전도성이 좋으므로 구리를 이용할 수 있지만, 땜납과의 친화성이 좋은 것이 원인이 되어 땜납의 부착을 초래하기 쉬우므로, 인두 끝(11)의 땜납 오염을 싫어하는 특수한 용도에는 세라믹스제의 것이 사용된다. 또 땜납재에는, 주석-납의 합금이 이용되어 주석의 함유량이 높아짐에 따라 저융점이 되고, 통상 230∼280℃에서 용착된다. 즉, 정착기용 히터의 토너 정착 온도는 200∼250℃이다.
그리고, 납땜 인두(10)의 인두 끝(11)이 노출되는 부분의 온도가 300℃에서 안정되도록 슬라이덕스를 이용하여 전류량을 조정하고, 그 소비 전력을 측정했다. 동시에, 그 때의 전극부(3)의 온도를 온도 관측용의 창(19)을 이용하여 적외선 방사 온도계를 이용하여 계측한 결과를 표 1에 나타낸다.
| 시료 | Al2O3첨가량(중량부) | 열전도율(W/m·K) | 전극부 온도(℃) | 300℃시의 소비 전력(W) |
| ☆1 | 0 | 148 | 232 | 120 |
| ☆2 | 4 | 99 | 241 | 105 |
| 3 | 5 | 80 | 273 | 80 |
| 4 | 10 | 72 | 277 | 75 |
| 5 | 25 | 50 | 281 | 73 |
| 6 | 70 | 37 | 283 | 70 |
| 7 | 100 | 30 | 285 | 68 |
| ☆8 | 120 | 20 | - | 통전시에 기판 균열 |
또한, ☆은 비교예이다.
표 1의 결과를 고찰하면, 열전도율이 본 발명의 상한을 넘는 시료(1, 2)는, 소비 전력이 증가하고, 하한 미만의 시료(8)는, 열 충격에 의해 종종 도기에 보이는 「균열」과 유사한 것이, 기판(1a)에 생겼다. 또한, 발열체(2)에 대한 전극(3)부의 온도 경사는, 본 발명의 추천하는 열전도율 범위 내이면, 완만한 온도 경사를 갖고 기판(1a)의 균열성이 양호한 것을 나타내고 있다.
실시예2
이어서, 세라믹스의 주성분인 질화 알루미늄(AlN) 100 중량부에 대해, 표 2에 나타낸 바와 같이 이산화규소(SiO2), 질화규소(Si3N4), 탄화규소(SiC)의 첨가량을 선택하고, 또한 소결조제로서 Yb2O3을 2 중량부, Nd2O3을 2 중량부, CaO를 0.3 중량부첨가하고, 실시예1과 동일한 수법으로 기판을 제작했다. 또한, 그 기판을 도 2에 도시된 납땜 인두(10)로 조립함에 따라, 실시예1과 동일한 순서로 세라믹스 히터로서의 특성을 평가한 결과를 표 2에 나타낸다.
| 시료 | 첨가물 | SiO2환산첨가물(중량부) | 열전도율(W/m·K) | 전극부 온도(℃) | 300℃시의 소비전력(W) |
| ☆9 | SiO2 | 0.5 | 120 | 237 | 111 |
| ☆10 | Si3N4 | 0.5 | 131 | 235 | 115 |
| ☆11 | SiC | 0.5 | 118 | 238 | 108 |
| 12 | SiO2 | 1.0 | 75 | 276 | 72 |
| 13 | Si3N4 | 1.0 | 79 | 275 | 75 |
| 14 | SiC | 1.0 | 74 | 277 | 72 |
| 15 | SiO2 | 5.0 | 63 | 279 | 70 |
| 16 | Si3N4 | 10.0 | 58 | 280 | 68 |
| 17 | SiO2 | 15.0 | 41 | 281 | 65 |
| 18 | SiC | 20.0 | 32 | 285 | 63 |
| 19 | SiO2 | 20.0 | 33 | 284 | 63 |
| ☆20 | SiO2 | 25.0 | 24 | - | 통전시에 기판 분리 |
| ☆21 | Si3N4 | 25.0 | 27 | - | 통전시에 기판 분리 |
또한, ☆는 비교예이다.
표 2의 결과를 고찰하면, 첨가물을 SiO2로 환산한 첨가량이 본 발명의 추천 범위 내의 시료(12∼19)는, 열전도율이 적정 범위로 조정되어, 소비 전력도 낮게 억제되어 있다. 그리고, 발열체(2)에 대한 전극(3)부의 온도 경사도 안정된 균열성을 나타냈다.
실시예3
이어서, 세라믹스의 주성분인 질화 알루미늄(AlN) 100 중량부에 대해, 표 3에 나타낸 바와 같이 산화지르코늄(ZrO2)의 첨가량을 선택하고, 또한 소결조제로서 Yb2O3을 2 중량부, Nd2O3을 2 중량부, CaO를 0.3 중량부 첨가하여, 실시예1과 동일한 수법으로 기판을 제작했다. 또한 도 2에 도시된 납땜 인두(10)에 의해, 실시예1과 동일한 순서로 세라믹스 히터로서의 특성을 평가한 결과를 표 3에 나타낸다.
| 시료 | ZrO2첨가량(중량부) | 열전도율(W/m·K) | 전극부 온도(℃) | 300℃시의 소비 전력(W) |
| ☆22 | 4 | 104 | 238 | 113 |
| 23 | 5 | 77 | 275 | 78 |
| 24 | 10 | 70 | 278 | 72 |
| 25 | 25 | 65 | 280 | 71 |
| 26 | 70 | 45 | 282 | 69 |
| 27 | 100 | 32 | 284 | 68 |
| ☆28 | 120 | 19 | - | 통전시에 기판 분리 |
또한, ☆는 비교예이다.
표 3의 결과를 고찰하면, 첨가물인 산화지르코늄(ZrO2)의 첨가량이 본 발명의 추천하는 범위 내의 시료(23∼27)는, 열전도율이 적정 범위로 조정되어, 소비 전력도 낮게 억제되고 있다. 그리고, 발열체(2)에 대한 전극(3)부의 온도 경사도 안정된 균열성을 나타냈다.
실시예 4
이어서, 세라믹스의 주성분인 질화규소(Si3N4) 100 중량부에 대해, 표 4에 나타낸 바와 같이 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 이산화티탄(TiO2), 산화바나듐(V2O5), 이산화망간(MnO2), 산화마그네슘(MgO)의 첨가량을 선택하고, 또한 소결조제로서 산화이트륨 10 중량부 첨가하고, 실시예1과 동일한 수법으로 시트 성형을 행하였다. 그 후 질소분위기 속에서 850℃로 탈지를 행하고, 1850℃의 질소분위기 속에서 3시간 소결하여 표 4에 나타낸 각종 기판을 제작했다. 또한 도 2에 도시된 납땜 인두(10)에 의해, 실시예1과 동일한 순서로 세라믹스 히터로서의 특성을 평가한 결과를 표4에 나타낸다.
또한, ☆는 비교예이다.
표 4의 결과를 고찰하면, 각종 첨가물의 첨가량이 본 발명의 추천 범위 내의 시료(30∼33, 35∼37, 39∼40, 42∼43, 45∼46, 48∼49)는, 열전도율이 적정 범위로 조정되어, 소비 전력도 낮게 억제되고 있다. 그리고, 발열체(2)에 대한 전극(3)부의 온도 경사도 안정된 균열성을 나타냈다.
실시예5
이어서, 세라믹스의 주성분인 탄화규소(SiC) 100 중량부에 대해, 표 5에 나타낸 바와 같이 산화알루미늄(Al2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 이산화티탄(TiO2), 산화바나듐(V2O5), 이산화망간(MnO2), 산화마그네슘(MgO)의 첨가량을 선택하고, 또한 소결조제로서 탄화붕소(B4C) 1.0 중량부 첨가하여, 실시예1과 동일한 수법으로 시트 성형을 행하였다. 그 후 질소분위기 속에서 850℃로 탈지를 행하고, 2000℃의 아르곤 분위기 속에서 3시간 소결하여 표 5에 나타낸 각종 기판을 제작했다. 또한 도 2에 도시된 납땜 인두(10)에 의해, 실시예1과 동일한 순서로 세라믹스 히터로서의 특성을 평가한 결과를 표 5에 나타낸다.
또한, ☆은 비교예이다.
표 5의 결과를 고찰하면, 각종 첨가물의 첨가량이 본 발명의 추천 범위 내의 시료 번호(52∼55, 57∼59, 61∼62, 64∼65, 67∼68, 70∼71)는, 열전도율이 적정 범위로 조정되어, 소비 전력도 낮게 억제되고 있다. 그리고, 발열체(2)에 대한 전극(3)부의 온도 경사도 안정된 균열성을 나타냈다.
실시예6
이어서, 세라믹스의 주성분인 질화 알루미늄(AlN) 100 중량부에 대해, 표6에 나타낸 바와 같이 이산화티탄(TiO2), 산화바나듐(V2O5), 이산화망간(MnO2), 산화마그네슘(MgO)의 첨가량을 선택하고, 또한 소결조제로서 Yb2O3을 2 중량부, Nd2O3을 2 중량부, CaO를 O3중량부 첨가하여, 실시예1과 동일한 수법으로 기판을 제작했다. 또한 도 2에 도시된 납땜 인두(10)에 의해, 실시예1과 동일한 순서로 세라믹스 히터로서의 특성을 평가한 결과를 표 6에 나타낸다.
또한, ☆은 비교예이다.
표 6의 결과를 고찰하면, 각종 첨가물의 첨가량이 본 발명의 추천하는 범위내의 시료 번호(74∼75, 77∼78, 80∼81, 83∼84)는, 열전도율이 적정 범위로 조정되고, 소비 전력도 낮게 억제되고 있다. 그리고, 발열체(2)에 대한 전극(3)부의 온도 경사도 안정된 균열성을 나타냈다.
실시예7
이어서, 세라믹스의 주성분인 질화 알루미늄(AlN)100 중량부에 대해, 산화알루미늄(Al2O3)을 4 중량부 첨가한 시료(2a, b, c), 25 중량부 첨가한 시료 번호(5a, b, c), 이산화규소(SiO2)를 5 중량부 첨가한 시료 번호(15a, b, c), 산화지르코늄(ZrO2)을 25 중량부 첨가한 시료(25a, b, c)의 기판을 이용하여, 발열체(2) 회로의 시점에서부터 전극(3)측의 기판(1a)단까지의 거리 A를, 5, 10, 20㎜로 설정한 도 1의 기판을 제작했다. 그리고, 실시예1과 동일한 기판을 도 2에 도시된 납땜 인두(10)로 조립함에 따라, 실시예1과 동일한 순서로 세라믹스 히터로서의 특성을 평가한 결과를 표7에 나타낸다.
또한, ☆은 비교예이다.
기판의 길이를 일정하게 하고, 발열체와 전극측의 기판단까지의 거리 A를 점차로 크게 하면, 발열체의 회로가 짧아지므로 소비 전력이 적어지는 것은 당연하다. 표7의 결과를 고찰하면, 본 발명이 추천하는 열전도율의 상한을 넘는 시료(2a, b, c)의 전극부의 온도는, 전극부의 산화를 부가하는 온도 영역에 이르지 않지만, 소비 전력이 과대하다. 마찬가지로, 기판단까지의 거리 A와 기판의 두께 B의 관계가, A/B≥20을 만족하지 않은 시료(5a, 15a, 25a)는, 모두 소비 전력이 과대하다. 그 밖의 시료는, 발열체로부터 전극부에 이르는 온도 경사가 완만함과 함께, 소비 전력도 낮게 억제되고 있다.
본 발명의 세라믹스 히터는, 주성분이 질화 알루미늄, 질화규소 또는 탄화규소의 원료에, 열전도율이 50W/m·K 이하의 종성분을 첨가하여, 열전도율을 30∼80W/m·K로 조정하고, 또한 기판 상의 발열체의 회로의 접속 시점에서부터 전극측의 기판단까지의 거리 A와 기판의 두께 B와의 관계를, A/B≥20이 되는 형상으로 함에 따라, 기판의 기계적 강도를 높여 내열 충격성을 극복하고, 발열체로부터 전극으로의 온도 경사를 완만하게 하여, 전극부 접점의 산화를 억제하여 접점 불량을 막을 수 있다.
Claims (24)
- 세라믹스 히터에 있어서,일정한 두께를 갖는 세라믹스 기판(1a)과,상기 세라믹스 기판(1a) 표면 상에 형성된 회로를 포함하는 발열체(2)와,상기 세라믹스 기판(1a) 표면 상에 형성되어, 상기 발열체(2)의 회로에 접속된 전극(3)을 구비하고,상기 발열체(2)의 회로와 상기 전극(3)과의 접속점에서부터 상기 세라믹스 기판(1a)의 상기 전극(3)측의 엣지까지의 거리를 A, 상기 세라믹스 기판(1a)의 두께를 B로 했을 때, A와 B는 A/B≥20의 관계식을 만족하고,상기 세라믹스 기판(1a)의 열전도율이 30W/m·K이상 80W/m·K 이하인 세라믹스 히터.
- 제1항에 있어서, 상기 세라믹스 기판(1a)을 형성하는 재료는 질화 알루미늄, 질화규소 및 탄화규소로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 주성분과, 열전도율이 50W/m ·K 이하의 종성분을 포함하는 세라믹스 히터.
- 제2항에 있어서, 상기 세라믹스 기판(1a)을 형성하는 재료는 상기 주성분으로서 1OO 중량부의 질화 알루미늄과, 상기 종성분으로서 첨가한 5 중량부 이상 100 중량부 이하의 산화알루미늄을 포함하는 세라믹스 히터.
- 제2항에 있어서, 상기 세라믹스 기판(1a)을 형성하는 재료는 상기 주성분으로서 1OO 중량부의 질화 알루미늄과, 상기 종성분으로서 첨가한, 이산화규소량으로 환산하여 1 중량부 이상 20 중량부 이하의 실리콘 또는 실리콘 화합물 중 적어도 1종을 포함하는 세락믹스 히터.
- 제2항에 있어서, 상기 세라믹스 기판(1a)을 형성하는 재료는 상기 주성분으로서 1OO 중량부의 질화 알루미늄과, 상기 종성분으로서 첨가한 산화지르코늄량으로 환산하여 5 중량부 이상 100 중량부 이하의 지르코늄 또는 지르코늄 화합물 중 적어도 1종을 포함하는 세라믹스 히터.
- 제2항에 있어서, 상기 세라믹스 기판(1a)을 형성하는 재료는 상기 주성분으로서 1OO 중량부의 질화 알루미늄과, 상기 종성분으로서 첨가한 15 중량부 이상 30 중량부 이하의 산화티탄을 포함하는 세라믹스 히터.
- 제2항에 있어서, 상기 세라믹스 기판(1a)을 형성하는 재료는 상기 주성분으로서 1OO 중량부의 질화 알루미늄과, 상기 종성분으로서 첨가한 5 중량부 이상 20 중량부 이하의 산화바나듐을 포함하는 세라믹스 히터.
- 제2항에 있어서, 상기 세라믹스 기판(1a)을 형성하는 재료는 상기 주성분으로서 1OO 중량부의 질화 알루미늄과, 상기 종성분으로서 첨가한 5 중량부 이상 10 중량부 이하의 이산화망간을 포함하는 세라믹스 히터.
- 제2항에 있어서, 상기 세라믹스 기판(1a)을 형성하는 재료는 상기 주성분으로서 1OO 중량부의 질화 알루미늄과, 상기 종성분으로서 첨가한 5 중량부 이상 15 중량부 이하의 산화마그네슘을 포함하는 세라믹스 히터.
- 제2항에 있어서, 상기 세라믹스 기판(1a)을 형성하는 재료는 상기 주성분으로서 1OO 중량부의 질화 알루미늄과, 소결조제로서 첨가된 1 중량부 이상 10 중량부 이하의 주기율표의 알칼리토류 원소 또는 희토류 원소 중 적어도 1종을 포함하는 세라믹스 히터.
- 제10항에 있어서, 상기 알칼리토류 원소는 칼슘인 세라믹스 히터.
- 제10항에 있어서, 상기 희토류 원소는 네오디뮴과 이테르븀인 세라믹스 히터.
- 제2항에 있어서, 상기 세라믹 기판(1a)을 형성하는 재료는 상기 주성분으로서 1OO 중량부의 질화규소와, 상기 종성분으로서 첨가한 2 중량부 이상 20 중량부 이하의 산화알루미늄을 포함하는 세라믹스 히터.
- 제2항에 있어서, 상기 세라믹스 기판(1a)을 형성하는 재료는 상기 주성분으로서 1OO 중량부의 질화규소와, 상기 종성분으로서 첨가한 5 중량부 이상 20 중량부 이하의 산화지르코늄을 포함하는 세라믹스 히터.
- 제2항에 있어서, 상기 세라믹스 기판(1a)을 형성하는 재료는 상기 주성분으로서 1OO 중량부의 질화규소와, 상기 종성분으로서 첨가한 10 중량부 이상 30 중량부 이하의 산화티탄을 포함하는 세라믹스 히터.
- 제2항에 있어서, 상기 세라믹스 기판(1a)을 형성하는 재료는 상기 주성분으로서 1OO 중량부의 질화규소와, 상기 종성분으로서 첨가한 5 중량부 이상 20 중량부 이하의 산화바나듐을 포함하는 세라믹스 히터.
- 제2항에 있어서, 상기 세라믹스 기판(1a)을 형성하는 재료는 상기 주성분으로서 1OO 중량부의 질화규소와, 상기 종성분으로서 첨가한 5 중량부 이상 10중량부 이하의 이산화망간을 포함하는 세라믹스 히터.
- 제2항에 있어서, 상기 세라믹스 기판(1a)을 형성하는 재료는 상기 주성분으로서 1OO 중량부의 질화규소와, 상기 종성분으로서 첨가한 10 중량부 이상 20 중량부 이하의 산화마그네슘을 포함하는 세라믹스 히터.
- 제2항에 있어서, 상기 세라믹스 기판(1a)을 형성하는 재료는 상기 주성분으로서 1OO 중량부의 탄화규소와, 상기 종성분으로서 첨가한 10 중량부 이상 40 중량부 이하의 산화알루미늄을 포함하는 세라믹스 히터.
- 제2항에 있어서, 상기 세라믹스 기판(1a)을 형성하는 재료는 상기 주성분으로서 10O 중량부의 탄화규소와, 상기 종성분으로서 첨가한 5 중량부 이상 20 중량부 이하의 산화지르코늄을 포함하는 세라믹스 히터.
- 제2항에 있어서, 상기 세라믹스 기판(1a)을 형성하는 재료는 상기 주성분으로서 1OO 중량부의 탄화규소와, 상기 종성분으로서 첨가한 15 중량부 이상 30 중량부 이하의 산화티탄을 포함하는 세라믹스 히터.
- 제2항에 있어서, 상기 세라믹스 기판(1a)을 형성하는 재료는 상기 주성분으로서 1OO 중량부의 탄화규소와, 상기 종성분으로서 첨가한 10 중량부 이상 25 중량부 이하의 산화바나듐을 포함하는 세라믹스 히터.
- 제2항에 있어서, 상기 세라믹스 기판(1a)을 형성하는 재료는 상기 주성분으로서 100 중량부의 탄화규소와, 상기 종성분으로서 첨가한 2 중량부 이상 10 중량부 이하의 이산화망간을 포함하는 세라믹스 히터.
- 제2항에 있어서, 상기 세라믹스 기판(1a)을 형성하는 재료는 상기 주성분으로서 1OO 중량부의 탄화규소와, 상기 종성분으로서 첨가한 5 중량부 이상 15 중량부 이하의 산화마그네슘을 포함하는 세라믹스 히터.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102673503B1 (ko) * | 2021-11-17 | 2024-06-10 | 한국공학대학교산학협력단 | 반도체 히터 소자 및 그의 제조방법 |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1278386C (zh) | 2000-09-29 | 2006-10-04 | 东京毅力科创株式会社 | 热处理装置和热处理方法 |
| KR20040086156A (ko) * | 2002-03-13 | 2004-10-08 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 반도체 제조 장치용 유지체 |
| JP2004006299A (ja) * | 2002-04-22 | 2004-01-08 | Canon Inc | 基板に発熱抵抗体を有するヒータ及びこのヒータを用いた像加熱装置 |
| JP2003317906A (ja) | 2002-04-24 | 2003-11-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | セラミックスヒータ |
| JP3833974B2 (ja) * | 2002-08-21 | 2006-10-18 | 日本碍子株式会社 | 加熱装置の製造方法 |
| KR100459868B1 (ko) * | 2002-09-25 | 2004-12-03 | 한국과학기술연구원 | 저온 소성 세라믹 히터용 조성물 및 세라믹 히터 제조방법 |
| CN100387099C (zh) * | 2003-12-21 | 2008-05-07 | 马放 | 碳陶加热管及加工方法 |
| EP1937033A1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-06-25 | Adrianus Gerardus De Ruiter | Composite solid state semiconductive material for generating electro-magnetic radiation and use of said material in an infrared heating device |
| KR101120599B1 (ko) * | 2008-08-20 | 2012-03-09 | 주식회사 코미코 | 세라믹 히터, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 박막 증착 장치 |
| DE102010000042A1 (de) * | 2010-01-11 | 2011-07-14 | HE System Electronic GmbH & Co. KG, 90587 | Elektrisches Heizungselement und ein Verfahren zu dessen Herstellung |
| KR101329315B1 (ko) * | 2011-06-30 | 2013-11-14 | 세메스 주식회사 | 기판 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 |
| CN102924066B (zh) * | 2012-11-05 | 2014-06-18 | 刘贡友 | 硅质复合板材及其制备方法和应用 |
| CN103288464B (zh) * | 2013-06-05 | 2014-12-24 | 中能恒源环保科技有限公司 | 一种黑体材料及由黑体材料制成的节能辐射杯 |
| KR101540963B1 (ko) * | 2014-04-11 | 2015-07-31 | 송미선 | 건축용 석재패널 받침앵글 지지부재 설치 시스템 및 이를 이용한 지지부재 설치방법 |
| JP6262598B2 (ja) * | 2014-05-12 | 2018-01-17 | 住友電気工業株式会社 | ＡｌＮ焼結体、ＡｌＮ基板およびＡｌＮ基板の製造方法 |
| CN104072143B (zh) * | 2014-07-16 | 2016-03-30 | 苏州立瓷电子技术有限公司 | 一种高导热碳化硅陶瓷材料及其制备方法 |
| CN104072144A (zh) * | 2014-07-16 | 2014-10-01 | 苏州立瓷电子技术有限公司 | 一种高导热氮化铝陶瓷材料及其制备方法 |
| CN106686770B (zh) * | 2016-02-03 | 2019-09-10 | 黄伟聪 | 一种涂覆基质具有高导热能力的厚膜元件 |
| DE102016111234B4 (de) * | 2016-06-20 | 2018-01-25 | Heraeus Noblelight Gmbh | Vorrichtung für die thermische Behandlung eines Substrats sowie Trägerhorde und Substrat-Trägerelement dafür |
| DE102016113815A1 (de) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | Heraeus Noblelight Gmbh | Infrarotflächenstrahler und Verfahren zur Herstellung des Infrarotflächenstrahlers |
| CN107365155B (zh) * | 2017-06-27 | 2020-09-18 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种氮化铝陶瓷的低温烧结助剂体系 |
| EP3775693A4 (en) | 2018-03-27 | 2021-12-22 | SCP Holdings, an Assumed Business Name of Nitride Igniters, LLC. | HOT SURFACE IGNITION DEVICES FOR COOKING PLATES |
| CN111246601B (zh) * | 2018-11-29 | 2023-04-25 | 湖北中烟工业有限责任公司 | 一种新型陶瓷发热体的组合物及其发热体制备和应用 |
| GB2605629A (en) * | 2021-04-08 | 2022-10-12 | Dyson Technology Ltd | A heater |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01226767A (ja) * | 1988-03-07 | 1989-09-11 | Hitachi Ltd | 導電材及びその製造法 |
| KR920007315Y1 (ko) * | 1987-08-31 | 1992-10-12 | 주식회사 금성사 | 스테레오 및 모노 겸용 발광다이오드 구동회로 |
| JPH1032078A (ja) * | 1996-03-29 | 1998-02-03 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミックヒータ |
| EP1109423A1 (en) * | 1999-06-09 | 2001-06-20 | Ibiden Co., Ltd. | Ceramic heater and method for producing the same, and conductive paste for heating element |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55126989A (en) * | 1979-03-24 | 1980-10-01 | Kyoto Ceramic | Ceramic heater |
| JPS5826077A (ja) * | 1981-08-10 | 1983-02-16 | 株式会社東芝 | セラミツクス焼結体及びその製造方法 |
| JPS5921579A (ja) * | 1982-07-29 | 1984-02-03 | 大森 守 | 炭化珪素焼結成形体とその製造方法 |
| DE3247985C2 (de) * | 1982-12-24 | 1992-04-16 | W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau | Keramischer Träger |
| US5001089A (en) * | 1985-06-28 | 1991-03-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Aluminum nitride sintered body |
| US4804823A (en) * | 1986-07-31 | 1989-02-14 | Kyocera Corporation | Ceramic heater |
| US5264681A (en) * | 1991-02-14 | 1993-11-23 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ceramic heater |
| JPH04324276A (ja) | 1991-04-24 | 1992-11-13 | Kawasaki Steel Corp | ＡｌＮセラミックヒータ及びその製造方法 |
| JP2804393B2 (ja) * | 1991-07-31 | 1998-09-24 | 京セラ株式会社 | セラミックヒータ |
| US5470806A (en) * | 1993-09-20 | 1995-11-28 | Krstic; Vladimir D. | Making of sintered silicon carbide bodies |
| JP2828575B2 (ja) * | 1993-11-12 | 1998-11-25 | 京セラ株式会社 | 窒化珪素質セラミックヒータ |
| JPH09197861A (ja) | 1995-11-13 | 1997-07-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ヒーターおよびそれを備えた加熱定着装置 |
| JP3769841B2 (ja) | 1996-10-28 | 2006-04-26 | 住友電気工業株式会社 | 加熱定着装置 |
| US6025579A (en) * | 1996-12-27 | 2000-02-15 | Jidosha Kiki Co., Ltd. | Ceramic heater and method of manufacturing the same |
| JPH1195583A (ja) | 1997-09-17 | 1999-04-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | トナー画像定着用セラミックスヒーター |
| TW444514B (en) * | 1998-03-31 | 2001-07-01 | Tdk Corp | Resistance device |
-
2000
- 2000-01-13 JP JP2000004570A patent/JP2001196152A/ja not_active Withdrawn
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-
2001
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-
2002
- 2002-02-06 HK HK02100906.1A patent/HK1039436A1/zh unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR920007315Y1 (ko) * | 1987-08-31 | 1992-10-12 | 주식회사 금성사 | 스테레오 및 모노 겸용 발광다이오드 구동회로 |
| JPH01226767A (ja) * | 1988-03-07 | 1989-09-11 | Hitachi Ltd | 導電材及びその製造法 |
| JPH1032078A (ja) * | 1996-03-29 | 1998-02-03 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミックヒータ |
| EP1109423A1 (en) * | 1999-06-09 | 2001-06-20 | Ibiden Co., Ltd. | Ceramic heater and method for producing the same, and conductive paste for heating element |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102673503B1 (ko) * | 2021-11-17 | 2024-06-10 | 한국공학대학교산학협력단 | 반도체 히터 소자 및 그의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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