KR20210087081A - 히터 및 히터의 제조 방법 - Google Patents

히터 및 히터의 제조 방법 Download PDF

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KR20210087081A
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타케시 무네이시
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교세라 가부시키가이샤
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Abstract

본 개시의 히터는 세라믹스로 이루어지며, 제 1 면을 갖는 기체(1)와, 상기 제 1 면 상에 위치하는 공극(9)을 갖는 제 1 도전체(2a)를 갖고 있다.

Description

히터
본 개시는 히터에 관한 것이다.
종래로부터 절연체인 세라믹스를 기체로서 사용하고, 그 기체의 표면에 발열체로서의 도전체를 형성한 히터가 다양한 분야에서 다용되어 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는 세라믹 절연층의 표면에 발열부와 인출부를 구비하는 발열체 패턴이 형성되어 이루어지는 세라믹 히터가 개시되어 있다.
일본 특허공개 2004-178942호 공보
본 개시의 히터는 세라믹스로 이루어지며, 제 1 면을 갖는 기체와, 상기 제 1 면 상에 위치하는 공극을 갖는 제 1 도전체를 갖고 있다.
(발명의 효과)
본 개시의 히터는 가열 및 냉각이 반복되어도 기체에 균열이 발생하기 어렵다. 따라서, 장기간에 걸쳐서 사용할 수 있다.
도 1은 본 개시의 히터의 배면도의 일례이다.
도 2는 도 1의 A-A'선에 있어서의 단면도이다.
도 3은 도 2에 나타내는 S부에 있어서의 확대도의 일례이다.
도 4는 도 1의 B-B'선에 있어서의 단면도이다.
도 5는 도 1의 B-B'선에 있어서의 단면도의 다른 예이다.
도 6은 도 1의 C-C'선에 있어서의 단면도이다.
도 7은 도 1의 C-C'선에 있어서의 단면도의 다른 예이다.
도 8은 도 2에 나타내는 S부에 있어서의 확대도의 일례이다.
도 9는 도 4에 나타내는 T부에 있어서의 확대도이다.
본 개시의 히터에 대해서 도면을 참조하면서 이하에 상세하게 설명한다.
우선, 도 1에는 본 개시의 히터(10)의 배면도의 일례이며, 구체적으로는 히터(10)의 제 1 면(1a)을 향해서 본 도면이다. 또한, 도 2는 도 1의 A-A'선에 있어서의 단면도이다. 그리고 본 개시의 히터(10)는 도 1에 나타내는 바와 같이 제 1 면(1a)을 갖는 기체(1)와, 제 1 면(1a)에 제 1 도전체(2a)를 구비하고, 제 1 도전체(2a)에 전기를 흘림으로써 가열 대상물을 가열할 수 있다. 그리고 도 2에 나타내는 바와 같이 제 1 면(1a)의 반대에는 제 2 면(1b)이 위치하고, 이 면은 가열 대상물에 가까운 면이며, 예를 들면 가열 대상물의 재치면이어도 좋다. 또한, 제 1 도전체(2a)가 제 1 면(1a) 상에 위치한다란 제 1 도전체(2a)가 제 1 면(1a)의 표면에 위치하는 것을 의미한다.
또한, 본 개시의 히터(10)에 있어서의 기체(1)는 세라믹스로 이루어진다. 세라믹스로서는, 예를 들면 산화알루미늄질 세라믹스, 탄화규소질 세라믹스, 코디에라이트질 세라믹스, 질화규소질 세라믹스, 질화알루미늄질 세라믹스 또는 뮬라이트질 세라믹스 등을 들 수 있다. 여기에서 기체(1)가 산화알루미늄질 세라믹스로 이루어지면 가공성이 우수하고 또한 저렴하다.
여기에서 산화알루미늄질 세라믹스란 세라믹스를 구성하는 전체 성분 100질량% 중 산화알루미늄을 70질량% 이상 함유하는 것이다. 그리고 본 개시의 히터(10)에 있어서의 기체(1)의 재질은 이하의 방법에 의해 확인할 수 있다. 우선, X선 회절 장치(XRD)를 사용하여 기체(1)를 측정하고, 얻어진 2θ(2θ는 회절 각도이다)의 값으로부터 JCPDS 카드를 사용하여 분류를 행한다. 이어서, 형광 X선 분석 장치(XRF)를 사용하여 함유 성분의 정량 분석을 행한다. 그리고, 예를 들면 상기 분류에 의해 산화알루미늄의 존재가 확인되고, XRF로 측정한 알루미늄(Al)의 함유량으로부터 산화알루미늄(Al2O3)으로 환산한 함유량이 70질량% 이상이면 산화알루미늄질 세라믹스이다. 또한, 다른 세라믹스에 대해서도 동일한 방법으로 확인할 수 있다.
또한, 세라믹스의 열팽창 계수는 일반적으로 산화알루미늄질 세라믹스가 7.2ppm 정도, 탄화규소질 세라믹스가 3.7ppm 정도, 코디에라이트질 세라믹스가 1.5ppm 정도, 질화규소질 세라믹스가 2.8ppm 정도, 질화알루미늄질 세라믹스가 4.6ppm 정도, 뮬라이트질 세라믹스가 5.0ppm 정도이다.
또한, 도 1 및 도 2에서는 기체(1)의 형상이 직사각형의 판형상이며, 제 1 면(1a)과, 이 제 1 면(1a)에 대향하는 제 2 면(1b)을 갖고 있는 예를 나타내고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 어떤 형상이어도 상관 없다. 또한, 제 1 도전체(2a)는 기체(1)의 제 1 면(1a) 상에 어떤 배치로 위치하고 있어도 좋다.
이어서, 도 3은 도 2에 나타내는 S부에 있어서의 확대도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이 본 개시의 히터(10)에 있어서의 제 1 도전체(2a)는 복수의 공극(9)을 갖고 있다. 제 1 도전체(2a)는 제 1 금속 입자(3a)와, 제 2 금속 입자(3b)를 갖고 있어도 좋다. 공극(9)은 제 1 금속 입자(3a)와 제 2 금속 입자(3b) 사이에 위치하고 있어도 좋다.
도 3 및 도 8에 나타내는 바와 같이 제 1 도전체(2a)는 공극(9)을 갖고 있다. 그 때문에 제 1 도전체(2a)는 공극(9)이 없는 도전체층에 비해 표면적이 크다. 따라서, 히터(10)는 높은 방열성을 갖는다.
또한, 도 3 및 도 8에 나타내는 바와 같이 제 1 도전체(2a)는 제 1 금속 입자(3a)와, 제 2 금속 입자(3b)를 갖고 있어도 좋다. 공극(9)은 제 1 금속 입자(3a)와 제 2 금속 입자(3b) 사이에 위치하고 있어도 좋다. 이러한 구성을 가질 경우 제 1 금속 입자(3a) 및 제 2 금속 입자(3b)에서 발생한 열이 공극(9)에 흡수되기 때문에 히터(10)는 높은 방열성을 갖는다.
여기에서 제 1 도전체(2a)를 구성하는 제 1 금속 입자(3a) 및 제 2 금속 입자(3b)의 재질은 금속이면 좋지만, 예를 들면 스테인리스, 알루미늄 또는 구리이어도 좋다. 또한, 이들의 열팽창 계수는 일반적으로 스테인리스가 10~18ppm 정도, 알루미늄이 23ppm 정도, 구리가 16.7ppm 정도이다.
또한, 도 3 및 도 8에 나타내는 바와 같이 제 1 금속 입자(3a) 및 제 2 금속 입자(3b)의 형상은, 예를 들면 구상, 입상, 위스커상 또는 바늘상이어도 좋다. 제 1 금속 입자(3a) 및 제 2 금속 입자(3b)가 위스커상 또는 바늘상인 경우에는 제 1 금속 입자(3a) 및 제 2 금속 입자(3b)는 굴곡져 있어도 좋다. 제 1 금속 입자(3a) 및 제 2 금속 입자(3b)는 모서리부를 갖고 있어도 좋다. 또한, 제 1 금속 입자(3a) 및 제 2 금속 입자(3b)가 구상 또는 입상일 경우 제 1 금속 입자(3a) 및 제 2 금속 입자(3b)의 길이 방향의 길이는 0.5㎛ 이상 200㎛ 이하이어도 좋다. 제 1 금속 입자(3a) 및 제 2 금속 입자(3b)가 위스커상 또는 바늘상일 경우 폭은 1㎛ 이상 100㎛ 이하이어도 좋고, 길이가 100㎛ 이상 5㎜ 이하이어도 좋다.
도 3에 있어서는 제 1 금속 입자(3a) 및 제 2 금속 입자(3b)가 입상이다. 도 8에 있어서는 제 1 금속 입자(3a) 및 제 2 금속 입자(3b)가 위스커상이다.
또한, 도 1에서는 제 1 도전체(2a)의 형상이 사행상인 예를 나타내고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 어떤 형상이어도 상관 없다. 또한, 제 1 도전체(2a)의 평균 두께는, 예를 들면 1㎛ 이상 5㎜ 이하이어도 좋다.
또한, 제 1 도전체(2a)의 기공률은, 예를 들면 10% 이상 90% 이하이어도 좋다. 기공률은 제 1 도전체(2a)에 있어서 공극(9)이 차지하는 비율을 나타내는 지표가 된다. 여기에서 제 1 도전체(2a)의 기공률은, 예를 들면 아르키메데스법을 사용하여 측정함으로써 산출하면 좋다.
또한, 도 3 및 도 8에 나타내는 바와 같이 제 1 도전체(2a)는 제 3 금속 입자(3c)를 갖고 있어도 좋다. 제 1 도전체(2a)는 제 1 금속 입자(3a)와, 제 3 금속 입자(3c) 사이에 용착부(12)를 갖고 있어도 좋다. 제 1 금속 입자(3a)와 제 3 금속 입자(3c)가 단순히 접하는 것은 아니고, 용착하고 있기 때문에 제 1 금속 입자(3a)와 제 3 금속 입자(3c) 사이에서 열이 전해지기 쉽다. 그 때문에 제 1 도전체(2a) 전체적으로 높은 열전도 효율을 갖는다. 따라서, 히터(10)는 높은 신뢰성을 갖는다.
또한, 본 개시의 히터(10)는 도 3에 나타내는 바와 같이 제 1 도전체(2a) 및 제 1 면(1a) 사이에 위치하는 접합층(4)을 구비하고 있어도 좋다. 이러한 구성을 만족하면 제 1 도전체(2a)가 기체(1)로부터 떨어지기 어려워짐과 아울러, 열팽창 차에 기인해서 발생하는 응력을 접합층(4)이 완화해서 기체(1)에 균열이 발생하기 어려워진다. 따라서, 본 개시의 히터(10)는 보다 장기간에 걸쳐서 사용하는 것이 가능해진다. 또한, 접합층(5)의 평균 두께는, 예를 들면 1㎛ 이상 0.5㎜ 이하이어도 좋다.
또한, 본 개시의 히터(10)에 있어서의 접합층(4)은 금속 또는 유리로 이루어져도 좋다. 여기에서 금속으로서는, 예를 들면 니켈, 백금, SUS, 알루미늄 또는 구리 등이며, 유리로서는, 예를 들면 붕규산계 유리 또는 규산계 유리 등이면 좋다. 이러한 구성을 만족하면 접합층(4)에 의해 제 1 도전체(2a)와 기체(1)가 강고하게 접합되어 제 1 도전체(2a)가 기체(1)로부터 떨어지기 어려워진다.
여기에서 접합층(4)이 유리로 이루어지면 유리의 열팽창 계수는 금속과 세라믹스의 중간이기 때문에 제 1 도전체(2a)와 기체(1)의 열팽창 차에 기인하는 응력이 접합층(4)에서 효과적으로 완화되어 기체(1)에 균열이 발생하기 어려워진다.
또는, 본 개시의 히터(10)에 있어서의 접합층(4)은 다공질 세라믹스로 이루어져도 좋다. 여기에서 다공질 세라믹스로서는, 예를 들면 기체(1)를 구성하는 세라믹스와 동일한 성분인 것이면 좋다. 이러한 구성을 만족하면 다공질인 접합층(4)의 내부에 제 1 도전체(2a)를 구성하는 제 1 금속 입자(3a)가 들어감으로써 제 1 도전체(2a)와 접합층(4)이 강고하게 접합됨과 아울러, 기체(1)와 접합층(4)은 어느 것이나 세라믹스인 점에서 기체(1)와 접합층(4)이 강고하게 접합된다. 따라서, 제 1 도전체(2a)가 기체(1)로부터 떨어지기 어려워진다.
이어서, 도 4는 도 1의 B-B'선에 있어서의 단면도이다. 여기에서 도 1 및 도 4에 나타내는 바와 같이 본 개시의 히터(10)에 있어서의 제 1 도전체(2a)의 선단부는 보호층(5)에 덮여 있어도 좋다. 여기에서 제 1 도전체(2a)의 선단부란 제 1 도전체(2a)의 선단으로부터 길이 5㎜까지의 부분이다. 또한, 보호층(5)에 덮여 있다란 제 1 도전체(2a)의 선단부가 외부에 노출되지 않도록 보호층(5)이 제 1 도전체(2a)의 선단부에 접해서 위치하고 있는 것을 말한다.
이러한 구성을 만족하면 가열 및 냉각이 반복되었을 때에 가장 응력이 가해져서 파손되기 쉬운 제 1 도전체(2a)의 선단부가 보호층(5)에 의해 보호된다. 따라서, 본 개시의 히터(10)는 보다 장기간에 걸쳐서 사용하는 것이 가능해진다.
또한, 보호층(5)이 기체(1)에 접해 있어도 좋다. 이러한 구성을 만족하면 보호층(5)에 의해 제 1 도전체(2a)의 선단부가 기체(1)로부터 박리될 우려가 적어진다.
여기에서 보호층(5)이란 기공률이 5% 미만이면 어떤 재료로 구성되어 있어도 상관 없다. 또한, 도 9에 나타내는 바와 같이 보호층(5)은 제 1 성분(11)을 갖고 있어도 좋다. 예를 들면, 제 1 성분(11)은 세라믹스, 수지, 금속, 및 유리로부터 선택되는 하나로 이루어져도 좋다. 여기에서 세라믹스로서는, 예를 들면 산화알루미늄질 세라믹스, 탄화규소질 세라믹스, 코디에라이트질 세라믹스, 질화규소질 세라믹스, 질화알루미늄질 세라믹스 또는 뮬라이트질 세라믹스 등이며, 수지로서는, 예를 들면 실리콘 수지 또는 이미드아미드 수지 등이며, 금속으로서는, 예를 들면 니켈, 백금 또는 구리 등이며, 유리로서는, 예를 들면 붕규산계 유리 또는 규산계 유리 등이면 좋다.
또한, 도 9에 나타내는 바와 같이 본 개시의 히터(10)에 있어서의 제 1 도전체(2a)의 선단부는 제 1 금속 입자(3a)와 제 2 금속 입자(3b) 사이에 위치하는 제 1 성분(11)을 갖고 있어도 좋다. 이러한 구성을 만족하면 제 1 도전체(2a)와 보호층(5)의 접합이 강고한 것이 되며, 가열 및 냉각이 반복되었을 때에 제 1 도전체(2a)로부터 보호층(5)이 박리될 우려가 적어진다.
또한, 도 5에 도 1의 B-B'선에 있어서의 단면도의 다른 예를 나타낸다. 도 5에 나타내는 바와 같이 본 개시의 히터(10)는 급전 단자(6)를 갖고, 급전 단자(6)의 적어도 일부는 제 1 도전체(2a)의 내부에 위치하고 있어도 좋다. 여기에서 급전 단자(6)는 도시하지 않은 외부의 전원에 연결되어 있으며, 제 1 도전체(2a)에 전류를 공급하기 위한 것이다. 그리고 이러한 구성을 만족하면 가열 및 냉각이 반복되었을 때에 급전 단자(6)가 빠질 우려가 적어 제 1 도전체(2a)에 전류를 안정적으로 공급할 수 있다.
또한, 본 개시의 히터(10)에 있어서의 금속 입자(3)는 산화막(13)으로 덮여 있어도 좋다. 이러한 구성을 만족하면 발열된 제 1 도전체(2a)를 냉각하기 위해서 제 1 도전체(2a) 내를 지나도록 물 등의 냉각 매체를 흘릴 때에 제 1 도전체(2a)와 냉각 매체가 화학 반응하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 본 개시의 히터(10)의 신뢰성이 향상된다.
또한, 산화막(13)으로서는 금속 입자(3)를 구성하는 금속의 산화물이어도 좋다.
또한, 도 6에 도 1의 C-C'선에 있어서의 단면도를 나타낸다. 도 6에 나타내는 바와 같이 본 개시의 히터(10)에 있어서의 기체(1)는 내부에 유로(7)를 가져도 좋다. 이러한 구성을 만족하면 제 1 도전체(2a)를 발열시킴으로써 유로(7) 내를 흐르는 유체를 가열할 수 있고, 예를 들면 유체를 가열에 의해 반응시키는 화학 반응 장치로서 본 개시의 히터(10)를 이용하는 것이 가능해진다.
또한, 도 7에 도 1의 C-C'선에 있어서의 단면도의 다른 예를 나타낸다. 도 7에 나타내는 바와 같이 본 개시의 히터(10)는 제 2 도전체(2b) 및 접속 도체(8)를 더 구비하고, 제 2 도전체(2b)는 제 2 면(1b) 상에 위치하고, 제 1 도전체(2a) 및 제 2 도전체(2b)는 접속 도체(8)를 통해 전기적으로 접속되어 있어도 좋다. 이러한 구성을 만족하면 제 1 도전체(2a), 접속 도체(8), 및 제 2 도전체(2b)로 1개의 도전체가 되며, 한정된 기체(1)의 표면 상에 있어서 도전체의 길이를 연신할 수 있고, 도전체에 의해 기체(1)를 급속 가열할 수 있다. 그리고 기체(1)가 유로(7)를 가지면 유로(7) 내를 흐르는 유체를 급속 가열할 수 있고, 예를 들면 유체의 가열에 의한 반응을 효과적으로 촉구할 수 있다.
여기에서 제 2 도전체(2b)는 제 1 도전체(2a)와 동일하게 공극(9)을 갖고 있어도 좋다. 또한, 제 2 도전체(2b) 및 제 2 면(1b) 사이에는 상술한 접합층(4)이 위치하고 있어도 좋다.
또한, 접속 도체(8)를 구성하는 재질은 금속이면 좋지만 제 1 도전체(2a) 및 제 2 도전체(2b)를 구성하는 금속 입자(3)와 동일한 금속이어도 좋다. 또한, 접속 도체(8)는 제 1 도전체(2a) 및 제 2 도전체(2b)와 동일하게 공극(9)을 가져도 좋다.
또한, 접속 도체(8)는 어떤 형상이어도 상관 없지만 원기둥형상이면 그 직경은 0.3㎜ 이상 2㎜ 이하이어도 좋다. 또한, 접속 도체(8)의 개수는 1개 이상이면 좋지만, 사용하는 전류의 크기에 따라 접속 도체(8)의 개수를 늘려도 상관 없다.
이어서, 본 개시의 히터의 제조 방법의 일례에 대해서 설명한다.
우선, 주성분이 되는 원료(산화알루미늄, 질화규소 등)의 분말에 소결 조제, 바인더, 및 용매 등을 첨가해서 적당히 혼합하여 슬러리를 제작한다. 이어서, 이 슬러리를 사용하여 닥터 블레이드법에 의해 그린 시트를 형성하고, 금형에 의한 펀칭이나 레이저 가공을 실시해서 소망 형상의 그린 시트로 한다. 또는, 이 슬러리를 분무 건조해서 조립(造粒)된 과립을 얻는다. 그 후 이 과립을 압연함으로써 그린 시트를 형성하고, 금형에 의한 펀칭이나 레이저 가공을 실시해서 소정 형상의 그린 시트로 한다.
여기에서 금형에 의한 펀칭이나 레이저 가공을 실시할 때에는 유로가 되는 구멍 등을 그린 시트에 형성하고, 복수 장의 그린 시트를 적층함으로써 성형체를 얻음으로써 유로를 형성해도 좋다. 또한, 성형체에 접속 도체가 되는 금속 페이스트를 매입하고 있어도 좋다.
이어서, 이 성형체를 소성함으로써 세라믹스로 이루어지며, 제 1 면을 갖는 기체를 얻는다.
이어서, 기체의 제 1 면에 제 1 도전체를 형성한다. 우선, 제 1 면이 다공질인 수지로 이루어지는 소망 형상의 마스크를 형성한다. 이어서, 예를 들면 스테인리스, 알루미늄 또는 구리로 이루어지는 제 1 금속 입자 및 제 2 금속 입자를 포함하는 복수의 금속 입자를 물 등의 액체에 혼합한 혼합액을 준비하고, 이 마스크에 의해 형성된 공간에 흘려 넣는다. 이어서, 혼합액을 건조시킴으로써 액체를 증발시킨다. 그 후 소실시키거나 용제를 사용해서 마스크를 제거하고, 소정 압력으로 가압한 후 기체를 가열하거나 초음파 진동을 부여한다. 다공질의 마스크를 제거함으로써 공극을 갖는 제 1 도전체를 얻을 수 있다. 또한, 소정 압력으로 가압한 후 기체를 가열하거나 초음파 진동을 부여함으로써 제 1 금속 입자 및 제 2 금속 입자를 접합시킬 수 있다. 또한, 소정 압력으로 가압한 후 기체를 가열하거나 초음파 진동을 부여함으로써 제 1 금속 입자 및 제 3 금속 입자 사이에 용착부를 형성할 수 있다.
또한, 기체의 제 1 면에 제 1 도전체를 직접 형성하는 것은 아니고, 우선 제 1 면에 접합층을 형성한 후 이 접합층 상에 제 1 도전체를 형성해도 좋다. 여기에서 접합층은 금속, 유리 또는 다공질 세라믹스이다. 접합층이 금속일 경우 상기 마스크 형성 후에 스퍼터법을 사용해서 형성하거나 무전해 도금법이나 메탈라이즈법으로 형성하면 좋다. 한편, 접합층이 유리 또는 다공질 세라믹스일 경우 상기 마스크 형성 전에 접합층을 형성하면 좋다. 이 경우 유리, 다공질 세라믹스는 각각을 주성분으로 한 페이스트를 제 1 면에 도포하고, 열처리함으로써 형성하면 좋다. 또한, 유리, 다공질 세라믹스는 절연성이기 때문에 기체의 제 1 면 전체를 덮도록 형성해도 상관 없다. 또한, 다공질 세라믹스는 기체를 구성하는 세라믹스와 동일한 성분의 것이면 용이하게 기체와 접합된다.
그리고 접합층 상에 제 1 도전체를 형성한 후 기체를 가열함으로써 접합층이 금속 또는 유리이면 제 1 도전체에 대하여 접합층이 젖음으로써 접합된다. 또한, 접합층이 다공질 세라믹스이면 제 1 도전체를 구성하는 금속 입자가 다공질 세라믹스 내에 들어감으로써 접합된다. 또한, 접합층이 금속이면 접합층 및 제 1 도전체에 전기를 흘림으로써 접합층의 금속과 제 1 도전체를 구성하는 금속 입자를 접합하고, 접합층과 제 1 도전체를 접합시킬 수도 있다.
또한, 제 1 도전체를 별도 준비하고, 제 1 면 상에 미리 형성해 둔 접합층 상에 제 1 도전체를 재치하거나, 제 1 도전체에 접합층이 되는 페이스트를 도포한 후에 제 1 면 상에 재치하고, 기체를 가열함으로써 제 1 도전체를 갖는 기체를 얻어도 좋다. 이 경우, 제 1 도전체는 이하의 방법으로 미리 제작해 둔다. 우선, 예를 들면 스테인리스, 알루미늄 또는 구리로 이루어지는 복수의 금속 입자를 물 등의 액체에 혼합한 혼합액을 준비하고, 제 1 도전체의 형상을 한 몰드에 흘려 넣는다. 이어서, 이것을 건조시킴으로써 액체를 증발시킨다. 이어서, 소정 압력으로 가압하고, 가열하거나 초음파 진동을 부여함으로써 제 1 금속 입자 및 제 2 금속 입자를 접합시킨다. 그리고 몰드로부터 인출하면 제 1 금속 입자 및 제 2 금속 입자를 포함하는 복수의 금속 입자가 용착되어 공극을 갖는 제 1 도전체를 얻는다.
또한, 제 1 도전체는 이하의 방법으로 제작해도 좋다. 우선, 제 1 금속 입자 및 제 2 금속 입자를 포함하는 복수의 금속 입자와 바인더를 혼합한 후에 메카니컬 프레스법에 의해 성형체를 제작한다. 이어서, 이 성형체를 건조시킴으로써 바인더를 증발시킨다. 그 후 가열하거나 초음파 진동을 부여한다. 이에 따라, 제 1 금속 입자 및 제 2 금속 입자를 포함하는 복수의 금속 입자끼리를 용착시킬 수 있다. 이에 따라, 제 1 금속 입자 및 제 3 금속 입자 사이에 용착부를 형성할 수 있다. 이에 따라, 공극을 갖는 제 1 도전체를 얻는다.
또한, 상술한 제 1 도전체와 동일한 방법으로 기체의 제 2 면 상에 제 2 도전체를 형성해도 상관 없다.
또한, 금속 입자를 산화막(13)으로 덮기 위해서는 금속 입자에 대해서 강산화제에 의한 산화 처리, 산소 분위기하에서의 가열 처리, 양극 산화 처리 등을 행함으로써 금속 입자의 표면에 부동태막 등의 산화막(13)을 형성하면 좋다.
또한, 제 1 도전체의 선단부를 보호층으로 덮을 경우 세라믹스, 수지, 금속, 및 유리로 이루어지는 부재를 보호층으로서 제 1 도전체의 선단부에 접합하면 좋다. 또는, 세라믹스, 수지, 금속, 및 유리를 주성분으로 하는 페이스트를 제 1 도전체의 선단부에 도포하고, 건조 및 열처리함으로써 보호층을 형성해도 좋다. 특히, 페이스트를 사용하면 제 1 도전체의 선단부에 있어서의 제 1 금속 입자와 제 2 금속 입자 사이에 보호층을 구성하는 제 1 성분을 존재시킬 수 있다.
또한, 급전 단자의 적어도 일부를 제 1 도전체의 내부에 위치시키기 위해서는 급전 단자의 형상에 맞춘 구멍을 제 1 도전체의 선단부에 개방하고, 이 구멍에 급전 단자를 삽입하면 좋다. 또한, 보호층은 급전 단자를 삽입하는 구멍을 갖는 부재를 준비하고, 제 1 도전체의 선단부에 접하도록 상기 부재를 접합시키거나 제 1 도전체의 선단부 및 급전 단자에 페이스트를 도포하고, 건조 및 열처리함으로써 형성할 수 있다.
또한, 본 개시는 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 개시의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 변경, 개량 등이 가능하다.
1: 기체 1a: 제 1 면
1b: 제 2 면 2a: 제 1 도전체
2b: 제 2 도전체 3a: 제 1 금속 입자
3b: 제 2 금속 입자 3c: 제 3 금속 입자
4: 접합층 5: 보호층
6: 급전 단자 7: 유로
8: 접속 도체 9: 공극
10: 히터 11: 제 1 성분
12: 용착부 13: 산화막

Claims (16)

  1. 세라믹스로 이루어지며, 제 1 면을 갖는 기체와,
    상기 제 1 면 상에 위치하는 공극을 갖는 제 1 도전체를 갖고 있는 히터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 도전체는 제 1 금속 입자와, 제 2 금속 입자를 갖고 있으며,
    상기 공극은 상기 제 1 금속 입자와 상기 제 2 금속 입자 사이에 위치하는 히터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 도전체는 제 3 금속 입자를 더 갖고 있으며,
    상기 제 1 도전체는 상기 제 1 금속 입자와, 상기 제 3 금속 입자 사이에 용착부를 갖고 있는 히터.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 도전체 및 상기 제 1 면 사이에 위치하는 접합층을 갖는 히터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 접합층은 금속 또는 유리로 이루어지는 히터.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 접합층은 다공질 세라믹스로 이루어지는 히터.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 도전체의 선단부는 보호층에 덮여 있는 히터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 보호층은 제 1 성분을 갖고 있으며,
    상기 제 1 도전체의 선단부는 상기 제 1 금속 입자와 상기 제 2 금속 입자 사이에 위치하는 상기 제 1 성분을 갖는 히터.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    급전 단자를 갖고, 상기 급전 단자의 적어도 일부는 상기 제 1 도전체의 내부에 위치하고 있는 히터.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 금속 입자 및 상기 제 2 금속 입자는 산화막으로 덮여 있는 히터.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기체는 내부에 유로를 갖는 히터.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2 도전체 및 접속 도체를 더 구비하고,
    상기 기체는 상기 제 1 면에 대향하는 제 2 면을 갖고,
    상기 제 2 도전체는 상기 제 2 면 상에 위치하고,
    상기 제 1 도전체 및 상기 제 2 도전체는 상기 접속 도체를 통해 전기적으로 접속되어 있는 히터.
  13. 세라믹스로 이루어지며, 제 1 면을 갖는 기체를 준비하는 제 1 스텝과,
    상기 제 1 면에 마스크에 의해 공간을 형성하는 제 2 스텝과,
    제 1 금속 입자 및 제 2 금속 입자를 액체에 혼합한 혼합액을 준비하는 제 3 스텝과,
    상기 마스크에 의해 형성된 공간에 상기 혼합액을 흘려 넣는 제 4 스텝과,
    상기 혼합액을 건조시킴으로써 액체를 증발시키는 제 5 스텝과,
    상기 마스크를 제거하는 제 6 스텝과,
    상기 제 1 금속 입자 및 상기 제 2 금속 입자를 가압하는 제 7 스텝과,
    상기 제 1 금속 입자 및 상기 제 2 금속 입자를 가열하는 제 8 스텝을 갖는 히터의 제조 방법.
  14. 세라믹스로 이루어지며, 제 1 면을 갖는 기체를 준비하는 제 1 스텝과,
    상기 제 1 면에 마스크에 의해 공간을 형성하는 제 2 스텝과,
    제 1 금속 입자 및 제 2 금속 입자를 액체에 혼합한 혼합액을 준비하는 제 3 스텝과,
    상기 마스크에 의해 형성된 공간에 상기 혼합액을 흘려 넣는 제 4 스텝과,
    상기 혼합액을 건조시킴으로써 액체를 증발시키는 제 5 스텝과,
    상기 마스크를 제거하는 제 6 스텝과,
    상기 제 1 금속 입자 및 상기 제 2 금속 입자를 가압하는 제 7 스텝과,
    상기 제 1 금속 입자 및 상기 제 2 금속 입자에 초음파 진동을 부여하는 제 8 스텝을 갖는 히터의 제조 방법.
  15. 제 1 금속 입자 및 제 2 금속 입자와, 바인더를 혼합한 혼합액을 준비하는 제 1 스텝과,
    메카니컬 프레스법에 의해 상기 혼합액을 성형체로 하는 제 2 스텝과,
    상기 성형체를 건조시킴으로써 상기 바인더를 증발시키는 제 3 스텝과,
    상기 성형체를 가열함으로써 상기 제 1 도전체를 얻는 제 4 스텝과,
    세라믹스로 이루어지며, 제 1 면을 갖는 기체를 준비하는 제 5 스텝과,
    상기 제 1 면 상에 상기 제 1 도전체를 재치하는 제 6 스텝을 갖는 히터의 제조 방법.
  16. 제 1 금속 입자 및 제 2 금속 입자와, 바인더를 혼합한 혼합액을 준비하는 제 1 스텝과,
    메카니컬 프레스법에 의해 상기 혼합액을 성형체로 하는 제 2 스텝과,
    상기 성형체를 건조시킴으로써 상기 바인더를 증발시키는 제 3 스텝과,
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    세라믹스로 이루어지며, 제 1 면을 갖는 기체를 준비하는 제 5 스텝과,
    상기 제 1 면 상에 상기 제 1 도전체를 재치하는 제 6 스텝을 갖는 히터의 제조 방법.
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