加熱器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種即使在脈沖驅(qū)動時高頻電流流向發(fā)熱體，也能夠抑制對控制電路等產(chǎn)生不良影響的加熱器。本發(fā)明的加熱器的特征在于，具有：發(fā)熱體(2)；分別與發(fā)熱體(2)的端部接合的一對引線(4)；埋設(shè)了發(fā)熱體(2)及一對引線(4)的絕緣基體(1)，在絕緣基體(1)的內(nèi)部的發(fā)熱體(2)的周圍，離開發(fā)熱體(2)設(shè)置有多個金屬粒子(3)。
【專利說明】加熱器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及利用于例如燃燒式車載供暖裝置的點火用或火焰檢測用的加熱器、石油暖風機等各種燃燒設(shè)備的點火用的加熱器、汽車發(fā)動機的電熱塞用的加熱器、氧傳感器等各種傳感器用的加熱器、測定設(shè)備的加熱用的加熱器等的加熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]使用煤氣或煤油等各種燃燒設(shè)備的點火用加熱器及各種加熱設(shè)備的加熱用加熱器例如具有:形成折回形狀的發(fā)熱體、分別與該發(fā)熱體的端部接合的一對引線、埋設(shè)了發(fā)熱體及一對引線的絕緣基體(例如參照專利文獻I)。
[0003]專利文獻1:日本特開2002-299010號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]【發(fā)明要解決的課題】
[0005]關(guān)于石油暖風機等的點火用加熱器，為了在發(fā)火后以加熱器溫度不過度上升的方式控制燃燒狀態(tài)，有時采取將來自控制電路的控制信號脈沖化的驅(qū)動方法。
[0006]在此，作為脈沖波采用矩形狀，但該脈沖波的上升部分具有高頻成分，作為高頻電流流向發(fā)熱體的表面部分。然而，由于高頻電流流向發(fā)熱體，從發(fā)熱體發(fā)出較多的電波，產(chǎn)生了該電波成為噪聲而對控制電路造成不良影響的問題。
[0007]本發(fā)明是鑒于上述的情況而發(fā)明的，其目的在于提供一種即使在脈沖驅(qū)動時高頻電流流向發(fā)熱體也能夠抑制對控制電路等產(chǎn)生不良影響的加熱器。
[0008]【用于解決課題的手段】
[0009]本發(fā)明的加熱器的特征在于，具有:發(fā)熱體；分別與該發(fā)熱體的端部接合的一對引線；埋設(shè)了所述發(fā)熱體及所述一對引線的絕緣基體，在所述絕緣基體的內(nèi)部的所述發(fā)熱體的周圍，離開該發(fā)熱體設(shè)置有多個金屬粒子。
[0010]【發(fā)明效果】
[0011]根據(jù)本發(fā)明的加熱器，該加熱器具有發(fā)熱體、分別與該發(fā)熱體的端部接合的一對引線、埋設(shè)了所述發(fā)熱體及所述一對引線的絕緣基體，在所述絕緣基體的內(nèi)部的所述發(fā)熱體的周圍，離開該發(fā)熱體設(shè)置有多個金屬粒子，由此，即使流動高頻電流，多個金屬粒子也會成為屏蔽而抑制電波傳播至周圍的控制電路等，從而能夠抑制作為噪聲對控制電路等產(chǎn)生不良影響的情況。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1 (a)是表示本發(fā)明的加熱器的實施方式的一例的縱剖視圖，(b)是沿(a)所示的A-A線剖切的橫剖視圖，(c)是沿(a)所示的B-B線剖切的橫剖視圖。
[0013]圖2(a)-(C)是表示沿圖1所示的A-A線剖切的、本發(fā)明的加熱器的實施方式的另一例的橫剖視圖。[0014]圖3是表示沿圖1所示的A-A線剖切的、本發(fā)明的加熱器的實施方式的另一例的橫剖視圖。
[0015]圖4是表示沿圖1所示的A-A線剖切的、本發(fā)明的加熱器的實施方式的另一例的主要部分放大剖視圖。
[0016]圖5(a)及(b)是表示沿圖1所示的A-A線剖切的、本發(fā)明的加熱器的實施方式的另一例的橫剖視圖。
[0017]圖6是本發(fā)明的加熱器的實施方式的制造方法的一例的說明圖。
[0018]圖7是本發(fā)明的加熱器的實施方式的制造方法的另一例的說明圖。
[0019]圖8是本發(fā)明的加熱器的實施方式的制造方法的另一例的說明圖。
【具體實施方式】
[0020]以下，參照附圖對本發(fā)明的加熱器的實施方式的例子進行詳細說明。
[0021]圖1(a)是表示本發(fā)明的加熱器的實施方式的一例的縱剖視圖。圖1(b)是沿圖1(a)所示的A-A線剖切的橫剖視圖，圖1 (c)是沿圖1 (a)所示的B-B線剖切的橫剖視圖。
[0022]本實施方式的加熱器如圖1所示那樣，其特征在于，具有發(fā)熱體2、分別與發(fā)熱體2的端部接合的一對引線4、埋設(shè)了發(fā)熱體2及一對引線4的絕緣基體1，在絕緣基體I的內(nèi)部的發(fā)熱體2的周圍，離開發(fā)熱體2設(shè)置有多個金屬粒子3。
[0023]本實施方式的加熱器的絕緣基板I例如為形成棒狀或板狀的基體。在該絕緣基板I埋設(shè)有發(fā)熱體2及一對引線4。在此，優(yōu)選絕緣基板I包括陶瓷，由此能夠提供快速升溫時可靠性高的加熱器。例如，能夠舉出氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷等具有電絕緣性的陶瓷。具體而言，能夠使用氧化鋁質(zhì)陶瓷、氮化硅質(zhì)陶瓷、氮化鋁質(zhì)陶瓷、碳化硅質(zhì)陶瓷等。尤其，優(yōu)選絕緣基板I包括氮化硅質(zhì)陶瓷。這是因為就氮化硅質(zhì)陶瓷而言，作為主成分的氮化硅在高強度、高韌性、高絕緣性及耐熱性方面優(yōu)異。包括氮化硅質(zhì)陶瓷的絕緣基體I例如能夠通過如下那樣得到，即，相對于主成分的氮化硅，混合3-12質(zhì)量％的Y203、Yb203、Er2O3等稀土類元素氧化物作為燒結(jié)助劑、0.5-3質(zhì)量％的Al2O3，而且以燒結(jié)體所含有的SiO2量為1.5-5質(zhì)量％的方式混合SiO2，形成規(guī)定的形狀之后在1650-1780°C進行熱壓燒成而得到。絕緣基體I的長度例如形成20-50mm，絕緣基體I的直徑例如形成3-5mm ο
[0024]需要說明的是，在使用包括氮化硅質(zhì)陶瓷的陶瓷作為絕緣基體I的情況下，優(yōu)選混合MoSi02、WSi2等且使其分散。在該情況下,能夠使作為母材料的氮化娃質(zhì)陶瓷的熱膨脹系數(shù)接近發(fā)熱體2的熱膨脹系數(shù)，從而能夠提高加熱器的耐久性。[0025]在圖1所示的例子中，埋設(shè)于絕緣基體I的發(fā)熱體2的縱截面的形狀形成折回形狀，位于發(fā)熱體2的前端的折回形狀的中央附近(折回的中間點附近)成為最發(fā)熱的發(fā)熱部。該發(fā)熱體2埋設(shè)于絕緣基體I的前端側(cè)，從發(fā)熱體2的前端(折回形狀的中央附近)至發(fā)熱體2的后端的距離例如形成2-10mm。需要說明的是，發(fā)熱體2的橫截面的形狀可以為圓、橢圓、矩形等任一個形狀。
[0026]作為發(fā)熱體2的形成材料，能夠使用將W、Mo、Ti等的碳化物、氮化物、硅化物等作為主成分的材料。在絕緣基體I包括氮化硅質(zhì)陶瓷的情況下，在與絕緣基體2的熱膨脹系數(shù)的差小、具有高耐熱性以及電阻率小的方面，上述材料中碳化鎢(WC)作為發(fā)熱體2的材料優(yōu)異。進而，在絕緣基體I包括氮化硅質(zhì)陶瓷的情況下，優(yōu)選發(fā)熱體2以無機導電體的WC作為主成分，且在其中添加的氮化硅的含有率為20質(zhì)量％以上。例如，在包括氮化硅質(zhì)陶瓷的絕緣基體I中，成為發(fā)熱體2的導體成分與氮化硅相比熱膨脹系數(shù)大，因此通常處于施加了拉伸應力的狀態(tài)。對此，通過在發(fā)熱體2中添加氮化硅，使發(fā)熱體2的熱膨脹系數(shù)接近絕緣基體I的熱膨脹系數(shù)，能夠緩和由于加熱器升溫時及降溫時的熱膨脹系數(shù)的差而引起的應力。另外，在發(fā)熱體2含有的氮化硅的含量為40質(zhì)量％以下時，能夠較小地形成發(fā)熱體2的電阻值且使其穩(wěn)定。因此，優(yōu)選發(fā)熱體2含有的氮化硅的含量為20質(zhì)量％?40質(zhì)量％。更加優(yōu)選氮化硅的含量為25質(zhì)量％?35質(zhì)量％。另外，作為同樣向發(fā)熱體2添加的添加物，也可以代替氮化硅而添加4質(zhì)量％?12質(zhì)量％的氮化硼。
[0027]埋設(shè)于絕緣基體I的引線4在一端側(cè)與發(fā)熱體2連接，另一端側(cè)導出于絕緣基體I的表面。在圖1所示的電熱器中，在從一端至另一端形成折回形狀的發(fā)熱體2的兩端部(一端部及另一端部)分別接合有引線4。并且，各自的引線4的一端與發(fā)熱體2的一端連接，另一端從絕緣基體I的靠后端的側(cè)面導出。
[0028]該引線4用與發(fā)熱體2相同的材料形成，例如通過與發(fā)熱體2相比增大截面積、或與發(fā)熱體2相比減少絕緣基體I的形成材料的含量，則每單位長度的電阻值變低。尤其，在絕緣基體I包括氮化硅質(zhì)陶瓷的情況下，在與絕緣基體I的熱膨脹系數(shù)的差小、具有高耐熱性以及電阻率小的方面，優(yōu)選WC作為引線4的材料。另外，優(yōu)選在引線4中將作為無機導電體的WC設(shè)為主成分，且在其中以含量成為15質(zhì)量％以上的方式添加氮化硅。隨著氮化硅的含量增加，能夠使引線4的熱膨脹系數(shù)接近構(gòu)成絕緣基體I的氮化硅的熱膨脹系數(shù)。另夕卜，在氮化硅的含量為40質(zhì)量％以下時，引線4的電阻值變小且穩(wěn)定。因此，優(yōu)選氮化硅的含量為15質(zhì)量％?40質(zhì)量％。更加優(yōu)選氮化娃的含量為20質(zhì)量％?35質(zhì)量％。
[0029]需要說明的是，在導出于絕緣基板I的側(cè)面的各自的引線4的端部電連接有連接配件5，從而與外部電路連接。
[0030]并且，如圖1(b)所示那樣，在絕緣基體I的內(nèi)部的發(fā)熱體2的周圍，離開發(fā)熱體2設(shè)置有多個金屬粒子3。該多個金屬粒子3在發(fā)熱體2的長度方向的整個區(qū)域設(shè)置于發(fā)熱體2的周圍。
[0031]多個金屬粒子3是平均粒徑例如為0.1?50 μ m的粒子，例如包括W、Mo、Re、Ta、Nb、Cr、V、T1、Zr、Hf、Fe、N1、Co、Pd、Pt、或它們的合金。在此，優(yōu)選使用Fe、N1、鐵素體等吸收電波的電波吸收材料，電波被吸收從而電波不易傳播到加熱器的外側(cè)。在保持發(fā)熱體2與金屬粒子3的絕緣性、減少產(chǎn)生噪聲的方面，優(yōu)選該多個金屬粒子3分布于離開發(fā)熱體2例如Ιμπι以上的區(qū)域。
[0032]通過在發(fā)熱體2的周圍設(shè)置有多個金屬粒子3，即使高頻電流流過發(fā)熱體2，多個金屬粒子3成為屏蔽而抑制電波傳播至周圍的控制電路，所以能夠抑制作為噪聲對控制電路等廣生不良影響。
[0033]在此，雖然圖1(b)所示的結(jié)構(gòu)為多個金屬粒子3隨機分散的結(jié)構(gòu)，但優(yōu)選如圖2(a)所示那樣，多個金屬粒子3在發(fā)熱體2的周圍以包圍發(fā)熱體2的方式存在。多個金屬粒子3以包圍發(fā)熱體2的方式存在是指如圖2 (a)所示那樣在橫截面觀察時多個金屬粒子3在發(fā)熱體2的表面和絕緣基體I的表面之間以包圍發(fā)熱體2的方式配置的結(jié)構(gòu)，具體而言，是指多個金屬粒子3在發(fā)熱體2的表面和絕緣基體I的表面之間將絕緣基體I隔開且以間隔dl例如成為5μπι以下的方式配置的結(jié)構(gòu)。需要說明的是，也可以如圖2(b)或圖2(c)所示那樣，在橫截面觀察時，在以間隔dl配置的多個金屬粒子3的一部分設(shè)置成為比間隔dl更大的間隔(例如100?500 μ m)的間隔d2。
[0034]通過多個金屬粒子3以如此有規(guī)律地包圍發(fā)熱體2那樣存在，即多個金屬粒子3在發(fā)熱體2的表面和絕緣基體I的表面之間以包圍發(fā)熱體2的方式配置，能夠抑制電波向發(fā)熱體2的外側(cè)傳播，從而能夠更加抑制作為噪聲對控制電路等產(chǎn)生不良影響。
[0035]進而，在發(fā)熱體2形成折回形狀的情況下，優(yōu)選多個金屬粒子3包圍發(fā)熱體2的周圍。如圖3所示那樣，多個金屬粒子3包圍發(fā)熱體2的周圍是指多個金屬粒子3沿發(fā)熱體2以包圍該發(fā)熱體2的方式配置的結(jié)構(gòu)，換言之，是指多個金屬粒子3以不僅在發(fā)熱體2的表面和絕緣基體I的表面之間隔開絕緣基體1，而且在發(fā)熱體2和發(fā)熱體2之間也隔開絕緣基體I的方式，例如以5μπι以下的間隔dl包圍發(fā)熱體2的周圍一周的狀態(tài)沿著發(fā)熱體2形成。
[0036]通過多個金屬粒子3有規(guī)律地包圍發(fā)熱體2的周圍，即多個金屬粒子3沿發(fā)熱體2以包圍該發(fā)熱體2的方式配置，能夠抑制電波從發(fā)熱體2向所有方向傳播，從而能夠進一步抑制作為噪聲對控制電路等產(chǎn)生不良影響。
[0037]另外，通過多個金屬粒子3沿發(fā)熱體2以包圍該發(fā)熱體2的方式配置，還能夠取得以下效果，即:在施加過量的電壓而在發(fā)熱體2和絕緣基體I的邊界附近產(chǎn)生裂紋的情況下，金屬粒子3部分與絕緣基體I相比強度弱，所以裂紋沿金屬粒子3的分布進展而不易進展至外周(絕緣基體I的表面)，發(fā)熱體2在高溫狀態(tài)下不暴露于大氣中而不氧化的效果。進而，通過金屬粒子3沿發(fā)熱體2以包圍該發(fā)熱體2的方式配置，還能夠取得以下效果，即:即使發(fā)熱體2快速冷卻而裂紋從絕緣基體I的表面進入，由于金屬粒子3部分與絕緣基體I相比強度弱，因此裂紋沿金屬粒子3的分布進展而不易向發(fā)熱體2側(cè)進展、從而發(fā)熱體2不斷線的效果。
[0038]另外，如圖4所示那樣，優(yōu)選多個金屬粒子3及發(fā)熱體2是橫截面形狀為將長軸方向設(shè)為相同方向的橢圓形狀。例如，金屬粒子3的短軸的平均長度LI為0.1?50 μ m,長軸的長度L2相對于短軸的長度LI之比(L2/L1)為2?10。另外，發(fā)熱體2的短軸的長度L3為5?200 μ m,長軸的長度L4相對于短軸的長度L3之比(L4/L3)為1.5?100。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，即使加熱器快速冷卻而裂紋從絕緣基體I的表面進入，由于裂紋沿金屬粒子3的長軸方向進展而不向發(fā)熱體2側(cè)進展，因此發(fā)熱體2不斷線。另外，通過發(fā)熱體2為橢圓形，在金屬粒子3的短軸方向的配置中，能夠在與長軸方向的配置相比不極端增加個數(shù)的情況下使金屬粒子3之間的間隔短(減少間隙)，從而能夠使裂紋沿金屬粒子3的分布進展。
[0039]另外，如圖5(a)及圖5(b)所示那樣，優(yōu)選多個金屬粒子3彼此相接。需要說明的是，彼此相接是指用電子探針微量分析器(EPMA)裝置100倍圖像觀察剖切面時所能看到的相接。通過金屬粒子3彼此相接，發(fā)熱體2的周圍以沒有間隙的方式被金屬粒子3包圍，所以即使流動高頻電流，電波也不漏向外部，從而能夠進一步抑制作為噪聲對控制電路等產(chǎn)生不良影響。
[0040]另外，如圖1(c)所示那樣，優(yōu)選分別在一對引線4的周圍也設(shè)置有多個金屬粒子
3。由于電子在高溫時振動而容易動，因此電波容易傳播，所以電波從發(fā)熱體2較多地傳播，雖然與發(fā)熱體2相比少但電波也從引線4傳播，因此分別存在于一對引線4的周圍的多個金屬粒子3成為屏蔽抑制電波從引線4傳播至周圍的控制電路等，所以能夠進一步抑制作為噪聲對控制電路等產(chǎn)生不良影響。
[0041]其次，對本實施方式的加熱器的制造方法進行說明。
[0042]首先，使氧化鋁質(zhì)陶瓷、氮化硅質(zhì)陶瓷、氮化鋁質(zhì)陶瓷、碳化硅質(zhì)陶瓷等的陶瓷粉末含有Si02、CaO, MgO, ZrO2等燒結(jié)助劑而制作成為絕緣基體I的原料的陶瓷粉體。
[0043]接著，將該陶瓷粉體用模壓成型制作成型體，或?qū)⑻沾煞垠w調(diào)制成陶瓷泥漿，成形為片狀而制作陶瓷生片。在此，得到的成型體或陶瓷生片為成為對開狀態(tài)的絕緣基體I的基體。
[0044]接著，如圖6(a)所示那樣，用網(wǎng)版印刷等手法在得到的成型體或陶瓷生片的一個主面上印刷金屬粒子而形成金屬粒子膏劑層61。在此，金屬粒子膏劑為將平均粒徑0.1-
50μ m的金屬粒子、陶瓷粉末、粘合劑、有機溶劑等調(diào)配混合的膏劑。
[0045]接著，在金屬粒子膏劑層61上以比金屬粒子層61的寬度稍微窄一點的方式印刷絕緣膏劑而形成膏劑層62，從而得到成型體7a。在此，絕緣膏劑為將陶瓷粉末、粘合劑、有機溶劑等調(diào)配混合的膏劑。
[0046]需要說明的是，通過適當調(diào)整金屬粒子膏劑層61的厚度及絕緣膏劑層62的厚度，或以在金屬粒子膏劑層61中埋入絕緣膏劑層62、后述的發(fā)熱體用導電性膏劑63及后述的引線用導電性膏劑64的方式形成，能夠`變更多個金屬粒子3的分布狀態(tài)。
[0047]接著，如圖6 (b)所示那樣，在成型體7a的絕緣膏劑層62上分別印刷成為發(fā)熱體2的發(fā)熱體用導電性膏劑63及成為引線4的引線用導電性膏劑64的圖案而得到成型體7b。在此，作為發(fā)熱體用導電性膏劑63及引線用導電性膏劑64的材料，使用將能夠與成為絕緣基體I的成型體同時燒成的W、Mo、Re等高熔點金屬作為主成分的材料。發(fā)熱體用導電性膏劑63及引線用導電性膏劑64能夠通過在這些高熔點金屬中調(diào)配混合陶瓷粉體、粘合劑、有機溶劑等而制作。
[0048]此時，通過根據(jù)加熱器的用途來變更發(fā)熱體用導電性膏劑63、引線用導電性膏劑64的圖案的長度?線寬、折回圖案的距離.間隔等，將發(fā)熱體2的發(fā)熱位置及電阻值設(shè)定為期望的值。另外，也可以代替引線用導電性膏劑64而使用W、Mo、Re、Ta、Nb等的金屬引線而形成引線4。
[0049]通過重疊得到的成型體7a和成型體7b而獲得下述成型體，即，在內(nèi)部形成基于發(fā)熱體導電性膏劑63及引線用導電性膏劑64的圖案，在它們的周圍經(jīng)由絕緣膏劑層62而具有金屬粒子層61。
[0050]接著，通過將得到的成型體在1500-1800°C中燒成而能夠制作加熱器。需要說明的是，優(yōu)選燒成在惰性氣體氣氛中或還原氣氛中進行。另外，優(yōu)選在施加了壓力的狀態(tài)下燒成。
[0051]通過以上的方法而形成例如圖2(a)那樣的方式。代替于該方式，通過如圖7(a)所示那樣僅在發(fā)熱體用導電性膏劑63及引線用導電性膏劑64的形成區(qū)域附近形成金屬粒子膏劑層61且以整面涂敷將絕緣膏劑層62形成圖案后，如圖7 (b)所示那樣形成發(fā)熱體用導電性膏劑63及引線用導電性膏劑64，由于能夠形成圖2(b)那樣的方式。另外，通過如圖8 (a)所示那樣僅在發(fā)熱體用導電性膏劑63及引線用導電性膏劑64的形成區(qū)域附近形成金屬粒子膏劑層61且將絕緣膏劑層62形成比金屬粒子膏劑層61窄的寬度后，如圖8(b)所示那樣形成發(fā)熱體用導電性膏劑63及引線用導電性膏劑64，由此能夠形成圖3那樣的方式。
[0052]另外，通過將熱壓燒成的條件設(shè)為高溫.高壓，能夠在層疊方向上施加較高的壓力，從而將多個金屬粒子3及發(fā)熱體2的橫截面形狀形成橢圓狀，且將金屬粒子3的長軸方向形成與發(fā)熱體2的長軸方向平行，換言之，能夠?qū)⒍鄠€金屬粒子3及發(fā)熱體2的橫截面形狀形成長軸方向為相同的方向的橢圓形狀。
[0053]另外，為了使多個金屬粒子3彼此相接，通過將金屬粒子膏劑的金屬粉末形成為
50質(zhì)量％以上即能夠制造。
[0054]實施例
[0055]將本發(fā)明的實施例的加熱器如以下那樣制作。
[0056]首先，制作在氮化硅(Si3N4)粉末85質(zhì)量％中添加了作為燒結(jié)助劑的包括鐿(Yb2O3)粉末等的燒結(jié)助劑15質(zhì)量％的陶瓷粉體。
[0057]接著，用模壓成型法成型該陶瓷粉體。
[0058]接著，使用在將所述陶瓷粉體和W粉末以后述的比率混合的混合物100質(zhì)量份中以外部添加的方式調(diào)配了粘合劑2質(zhì)量份的金屬粒子膏劑，利用網(wǎng)板印刷法在成型體的一個主面上形成金屬粒子膏劑層。
[0059]接著，使用在所述陶瓷粉體100質(zhì)量份中以外部添加的方式調(diào)配了粘合劑2質(zhì)量份的陶瓷膏劑，利用網(wǎng)板印刷法在金屬粒子膏劑層上形成絕緣膏劑層而得到成型體。
[0060]接著，使用在WC粉末70質(zhì)量％和陶瓷粉體30質(zhì)量％的混合物100質(zhì)量份中以外部添加的方式調(diào)配了粘合劑2質(zhì)量份的發(fā)熱體用導電性膏劑及引線用導電性膏劑，利用網(wǎng)板印刷法在絕緣膏劑層上形成發(fā)熱體用導電性膏劑及引線用導電性膏劑而得到成型體7b。
[0061]接著，通過重疊成型體7a和成型體7b，得到了在絕緣基體的內(nèi)部具有發(fā)熱體、弓丨線及多個金屬粒子的成型體。
[0062]接著，將得到的成型體放入圓筒狀的碳制的模具后，在還原氣氛中，以1700°C的溫度、35MPa的壓力進行熱壓燒成，且進行燒結(jié)而制作加熱器。
[0063]接著，將得到的燒結(jié)體研磨加工成Φ 4mm、全長40mm的圓柱狀，將線圈狀的包括Ni的連接配件釬焊于露出于表面的引線端部(端子部)上而制作了加熱器。
[0064]在此，通過改變金屬粒子膏劑所含有的W的量、金屬粒子膏劑層和絕緣膏劑層的印刷厚度及形狀而制作了下述的試料。
[0065]試料號I以金屬粒子膏劑所含有的W粉末含量為5質(zhì)量％、剩余部分為陶瓷粉體的方式進行調(diào)制，將印刷厚度設(shè)為300 μ m而形成金屬粒子膏劑層。在其之上，以與金屬粒子膏劑層相比靠內(nèi)側(cè)100 μ m的方式形成印刷厚度20 μ m的絕緣膏劑層，得到了圖6所示那樣的成型體7a。進一步在其之上將發(fā)熱體用導電性膏劑和引線用導電性膏劑以與絕緣膏劑層相比靠內(nèi)側(cè)20 μ m的方式印刷而得到了成型體7b。
[0066]通過這樣，制作了如圖1(b)及圖1(c)所示方式那樣多個金屬粒子3從發(fā)熱體2及引線4離開10 μ m以上而隨機分布于發(fā)熱體2及引線4的周圍的加熱器。
[0067]試料號2以金屬粒子膏劑所含有的W粉末含量為10質(zhì)量％、剩余部分為陶瓷粉體的方式進行調(diào)制，將印刷厚度設(shè)為IOym而形成中心部為空洞的金屬粒子膏劑層。在其之上，以與金屬粒子膏劑層相比靠內(nèi)側(cè)100 μ m的方式形成印刷厚度20 μ m的絕緣膏劑層，得到了圖7所示那樣的成型體7c。進一步在其之上將發(fā)熱體用導電性膏劑和引線用導電性膏劑以與絕緣膏劑層相比靠內(nèi)側(cè)20 μ m的方式印刷而得到了成型體7d。金屬粒子膏劑層中心部的空洞相對于發(fā)熱體用導電性膏劑及引線用導電性膏劑的對置部分的間隙靠內(nèi)側(cè)40 μ m0
[0068]通過這樣，如圖2(b)所示那樣，制作了多個金屬粒子3從發(fā)熱體2及引線4離開10 μ m以上并包圍發(fā)熱體2及引線4的整體的方式分布的加熱器(多個金屬粒子3在發(fā)熱體2的表面和絕緣基體I的表面之間以包圍發(fā)熱體2的方式配置的加熱器)。
[0069]試料號3以金屬粒子膏劑所含有的W粉末含量為10質(zhì)量％、剩余部分為陶瓷粉體的方式進行調(diào)制，將印刷厚度設(shè)為IOym而形成中心部為空洞的金屬粒子膏劑層。在其之上，以與金屬粒子膏劑層相比靠內(nèi)側(cè)100 μ m的方式形成中心部為空洞而印刷厚度20 μ m的絕緣膏劑層，得到了圖8所示那樣的成型體7e。金屬粒子膏劑層中心部的空洞相對于絕緣膏劑層的中心部的空洞靠內(nèi)側(cè)200 μ m。進一步在其之上將發(fā)熱體用導電性膏劑和引線用導電性膏劑以與絕緣膏劑層相比靠內(nèi)側(cè)20 μ m的方式印刷而得到了成型體7f。絕緣膏劑層中心部的空洞相對于發(fā)熱體用導電性膏劑及引線用導電性膏劑的對置的部分的間隙靠內(nèi)側(cè)40 μ m0
[0070]通過這樣，制作了多個金屬粒子3如圖3所示那樣以從發(fā)熱體2及引線4離開10 μ m以上并包圍發(fā)熱體2及引線4的周圍的方式分布的加熱器(發(fā)熱體2形成折回形狀，多個金屬粒子3沿發(fā)熱體2以包圍該發(fā)熱體2的方式配置的加熱器)。
[0071]試料號4以金屬粒子膏劑所含有的W粉末含量為50質(zhì)量％、剩余部分為陶瓷粉體的方式進行調(diào)制，將印刷厚度設(shè)為IOym而形成中心部為空洞的金屬粒子膏劑層。在其之上，以與金屬粒子膏劑層相比靠內(nèi)側(cè)100 μ m的方式形成中心部為空洞、印刷厚度20 μ m的絕緣膏劑層，得到了圖8所示那樣的成型體7e。金屬粒子膏劑層中心部的空洞相對于絕緣膏劑層的中心部的空洞靠內(nèi)側(cè)200 μ m。進一步在其之上將發(fā)熱體用導電性膏劑和引線用導電性膏劑以與絕緣膏劑層相比靠內(nèi)側(cè)20 μ m的方式印刷而得到了成型體7f。絕緣膏劑層中心部的空洞相對于發(fā)熱體用導電性膏劑及引線用導電性膏劑的對置部分的間隙靠內(nèi)側(cè)40 μ m0
[0072]通過這樣，如圖5(b)所示那樣，制作了多個金屬粒子3從發(fā)熱體2及引線4離開10 μ m以上并包圍發(fā)熱體2及引線4的周圍，并且通過增加金屬粒子膏劑的W含量而使多個金屬粒子3的至少一處以上與其他金屬粒子3接合的加熱器。
[0073]試料號5以金屬粒子膏劑所含有的W粉末含量為5質(zhì)量％、剩余部分為陶瓷粉體的方式進行調(diào)制，將印刷厚度設(shè)為300 μ m，僅在發(fā)熱體部分形成了金屬粒子膏劑層。在其之上，以與金屬粒子膏劑層相比靠內(nèi)側(cè)100 μ m的方式形成印刷厚度20 μ m的絕緣膏劑層。進一步在其之上以與絕緣膏劑層相比靠內(nèi)側(cè)20 μ m的方式印刷了發(fā)熱體用導電性膏劑。
[0074]通過這樣，制作了多個金屬粒子3從發(fā)熱體2離開10 μ m以上且僅隨機分布于發(fā)熱體2周圍的加熱器。
[0075]試料號6以金屬粒子膏劑所含有的W粉末含量為10質(zhì)量％、剩余部分為陶瓷粉體的方式進行調(diào)制，將印刷厚度設(shè)為20 μ m，形成中心部為空洞的金屬粒子膏劑層。在其之上，以與金屬粒子膏劑層相比靠內(nèi)側(cè)100 μ m的方式形成中心部為空洞、印刷厚度20 μ m的絕緣膏劑層，得到了圖8所示那樣的成型體7e。金屬粒子膏劑層中心部的空洞相對于絕緣膏劑層的中心部的空洞靠內(nèi)側(cè)200 μ m。進一步在其之上將發(fā)熱體用導電性膏劑和引線用導電性膏劑以與絕緣膏劑層相比靠內(nèi)側(cè)20 μ m的方式進行印刷而得到了成型體7f。絕緣膏劑層中心部的空洞相對于發(fā)熱體用導電性膏劑及引線用導電性膏劑的對置部分的間隙靠內(nèi)側(cè)40 μ m。進而，形成熱壓的溫度為1780°C、且壓力為50MPa的高溫.高壓。
[0076]通過這樣，將金屬粒子3和發(fā)熱體2及引線4形成橫截面橢圓形，制作了多個金屬粒子3從發(fā)熱體2及引線4離開10 μ m以上且將多個金屬粒子3的長軸方向與發(fā)熱體2及引線4的長軸方向設(shè)為相同方向并且以包圍發(fā)熱體2及引線4的周圍的方式分布的加熱器。
[0077]試料號7為比較評價用的加熱器，準備了在發(fā)熱體2的周圍沒有設(shè)置多個金屬粒子3的比較例的加熱器。
[0078]接著，對準備的各試料的加熱器連續(xù)通電印加電壓100V、脈沖寬度10 μ m、脈沖間隔I μ s的矩形脈沖波。具體而言，將示波器連接于環(huán)行天線，用放大器放大且讀取信號。進行了噪聲的比較。在此，環(huán)行天線用線徑Φ I的線形成Φ 10的環(huán)。另外，在使環(huán)行天線從加熱器的發(fā)熱體2及引線4離開5cm的位置讀取信號。將其評價結(jié)果表示于表I。
[0079]【表I】
【權(quán)利要求】
1.一種加熱器，其特征在于，具有:發(fā)熱體；分別與該發(fā)熱體的端部接合的一對引線；埋設(shè)了所述發(fā)熱體及所述一對引線的絕緣基體，在所述絕緣基體的內(nèi)部的所述發(fā)熱體的周圍，離開該發(fā)熱體設(shè)置有多個金屬粒子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱器，其特征在于，所述多個金屬粒子在所述發(fā)熱體的表面和所述絕緣基體的表面之間以包圍所述發(fā)熱 體的方式配置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱器，其特征在于，所述發(fā)熱體形成折回形狀，所述多個金屬粒子沿所述發(fā)熱體以包圍該發(fā)熱體的方式配置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的加熱器，其特征在于，所述多個金屬粒子及所述發(fā)熱體的橫截面形狀為將長軸方向設(shè)為相同方向的橢圓形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的加熱器，其特征在于，所述多個金屬粒子彼此相接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項所述的加熱器,其特征在于，在所述一對引線的各自的周圍也離開該一對引線設(shè)置有多個金屬粒子。
【文檔編號】H05B3/10GK103460793SQ201280015456
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月30日
【發(fā)明者】小林昭雄 申請人:京瓷株式會社