JPH0834123B2 - Ａ▲ｌ▼Ｎセラミックスヒータ及びその製造方法 - Google Patents
Ａ▲ｌ▼Ｎセラミックスヒータ及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH0834123B2 JPH0834123B2 JP2325945A JP32594590A JPH0834123B2 JP H0834123 B2 JPH0834123 B2 JP H0834123B2 JP 2325945 A JP2325945 A JP 2325945A JP 32594590 A JP32594590 A JP 32594590A JP H0834123 B2 JPH0834123 B2 JP H0834123B2
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- Japan
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- aln
- weight
- parts
- heater
- heating element
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- Resistance Heating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は印刷による発熱体の形成が極めて困難なAlN
セラミックスに発熱体を印刷法によって形成する方法に
関する。
セラミックスに発熱体を印刷法によって形成する方法に
関する。
〔従来の技術〕 AlNは熱伝導性に優れ電気絶縁性も高いのでヒータの
基板として最適であり、AlNを用いると非常に高温まで
使用可能なヒータを作成することができる。しかし、ニ
クロム巻線を用いたのでは、高い電力密度が得られず、
その性能を十分に発揮することはできなかった。
基板として最適であり、AlNを用いると非常に高温まで
使用可能なヒータを作成することができる。しかし、ニ
クロム巻線を用いたのでは、高い電力密度が得られず、
その性能を十分に発揮することはできなかった。
一方、AlNは金属に対する濡れ性が悪く、印刷法によ
る抵抗体形成方法は強度低下、表面欠陥が発生するなど
の理由でAlNに適用できず、印刷法による発熱体形成は
困難であった。従って、従来、AlNに直接発熱体を印刷
した技術はなかった。
る抵抗体形成方法は強度低下、表面欠陥が発生するなど
の理由でAlNに適用できず、印刷法による発熱体形成は
困難であった。従って、従来、AlNに直接発熱体を印刷
した技術はなかった。
特開昭63−146483号公報にはAlN基板上にフィラとし
てPt粉を含む厚膜導体層を形成する技術が開示されてい
る。この技術はAu、Ag、Ag−Pd、Cu等から構成された導
体ペーストに10％までのPtをフィラとして加えて厚膜多
層導体層を形成するもので、印刷法による薄膜発熱体の
形成に応用することはできない。
てPt粉を含む厚膜導体層を形成する技術が開示されてい
る。この技術はAu、Ag、Ag−Pd、Cu等から構成された導
体ペーストに10％までのPtをフィラとして加えて厚膜多
層導体層を形成するもので、印刷法による薄膜発熱体の
形成に応用することはできない。
また特開昭62−36090号公報にはCr、Ti、Al、Mo、
Ｗ、Mn、Pd、Pt、Zrの群から選択された少なくとも１種
の第１金属と、Si、Ge、Mnの群から選択された少なくと
も１種の第２金属とから成る物質をAlNに被着させ、第
２金属をAlN内に拡散させてAlNと金属間化合物を形成さ
せる技術が開示されている。この技術は従来のろう付け
によるAlNと金属との接合に代わる直接接合法である。
この技術はこの接合部上に電子回路を実装するような場
合には有用と考えられるが、ヒータの発熱体形成のため
には、被着、拡散、上面回路接合等の多くの工程を要し
高価となる。
Ｗ、Mn、Pd、Pt、Zrの群から選択された少なくとも１種
の第１金属と、Si、Ge、Mnの群から選択された少なくと
も１種の第２金属とから成る物質をAlNに被着させ、第
２金属をAlN内に拡散させてAlNと金属間化合物を形成さ
せる技術が開示されている。この技術は従来のろう付け
によるAlNと金属との接合に代わる直接接合法である。
この技術はこの接合部上に電子回路を実装するような場
合には有用と考えられるが、ヒータの発熱体形成のため
には、被着、拡散、上面回路接合等の多くの工程を要し
高価となる。
本発明は、上記従来技術とは異なり、AlN基板上に直
接印刷法により発熱体を形成する方法を提供することを
目的とするものである。
接印刷法により発熱体を形成する方法を提供することを
目的とするものである。
本発明は、Pd、Ptの混合物の焼成体の膜をAlN基板上
に備えたことを特徴とするAlNセラミックスヒータであ
る。
に備えたことを特徴とするAlNセラミックスヒータであ
る。
このようなセラミックスヒータは、 Pt:10〜85重量部 Pd:15〜90重量部 計100重量部に結晶化ガラス１〜20重量部を混合し、ペ
ースト化した材料をAlN基板上に印刷し、焼成し、発熱
体を形成することによって製造することができる。
ースト化した材料をAlN基板上に印刷し、焼成し、発熱
体を形成することによって製造することができる。
なお、上記Pt、Pdにさらに10重量部以下のAu、Ag、R
h,Irなどの耐酸化性の金属を焼結温度の調整、電気抵抗
値の調整などのために添加することは差し支えない。
h,Irなどの耐酸化性の金属を焼結温度の調整、電気抵抗
値の調整などのために添加することは差し支えない。
本発明のセラミックスヒータはPd、Ptの混合物の焼成
体膜をAlN基板上に密着させたものである。このセラミ
ックスヒータはPd、Ptが一定の比率の原料に結晶化ガラ
スを混入したペーストを印刷焼成したものである。
体膜をAlN基板上に密着させたものである。このセラミ
ックスヒータはPd、Ptが一定の比率の原料に結晶化ガラ
スを混入したペーストを印刷焼成したものである。
このペーストはAlN基板上に印刷することができ、ま
た、このペーストを使って作成した発熱体は高い電力密
度で使用可能で、AlNに適した、高電流高温ヒータを形
成することが可能となった。
た、このペーストを使って作成した発熱体は高い電力密
度で使用可能で、AlNに適した、高電流高温ヒータを形
成することが可能となった。
結晶化ガラスは700〜1000℃で結晶化する。結晶化ガ
ラスフリットを用いることにより耐熱性が向上する。こ
れは焼成時の温度（800〜1100℃）によってフリットが
溶融・結晶化するため、耐熱性は生成した結晶の溶融温
度（一般にもとのガラスの軟化温度より高温）まで上昇
させることが可能になるからである。また、溶融後フリ
ットは直ちに結晶化するため、非晶質ガラスをフリット
として用いた場合に問題になるAlNとフリット溶融物と
の反応によって生成するブリスタや剥離等の欠陥も出に
くく、高い強度のメタライズが可能となる。
ラスフリットを用いることにより耐熱性が向上する。こ
れは焼成時の温度（800〜1100℃）によってフリットが
溶融・結晶化するため、耐熱性は生成した結晶の溶融温
度（一般にもとのガラスの軟化温度より高温）まで上昇
させることが可能になるからである。また、溶融後フリ
ットは直ちに結晶化するため、非晶質ガラスをフリット
として用いた場合に問題になるAlNとフリット溶融物と
の反応によって生成するブリスタや剥離等の欠陥も出に
くく、高い強度のメタライズが可能となる。
AlNは1000℃前後までは酸化雰囲気に耐えることがで
きる。400℃以上1000℃以下の酸化性雰囲気で使用可能
な金属としてはPd、Pt、Au並びにその合金及び／又は混
合物がある。ペースト化は金属粉末ガラスフリット、有
機結合剤、溶媒を混合して行う。メタライズはこのペー
ストをスクリーン印刷法などによってパターン化したの
ち乾燥・焼成する。
きる。400℃以上1000℃以下の酸化性雰囲気で使用可能
な金属としてはPd、Pt、Au並びにその合金及び／又は混
合物がある。ペースト化は金属粉末ガラスフリット、有
機結合剤、溶媒を混合して行う。メタライズはこのペー
ストをスクリーン印刷法などによってパターン化したの
ち乾燥・焼成する。
PdとPtの量は重量比でPd/Pt＝15/85〜90/10とする。
この範囲では抵抗温度係数が小さいのでヒータの始動時
にも大電流が流れるようなことがない。
この範囲では抵抗温度係数が小さいのでヒータの始動時
にも大電流が流れるようなことがない。
形成される発熱体の電気抵抗値はガラスフリットの配
合量を増減することにより0.05〜５Ω／□の間で自由に
調整可能である。ガラスフリットがPt−Pd混合粉100重
量部に対して１重量部末端では発熱体の電気抵抗が小さ
すぎ、また十分な密着強さが得られない。20重量部を越
えると抵抗が過大となる。
合量を増減することにより0.05〜５Ω／□の間で自由に
調整可能である。ガラスフリットがPt−Pd混合粉100重
量部に対して１重量部末端では発熱体の電気抵抗が小さ
すぎ、また十分な密着強さが得られない。20重量部を越
えると抵抗が過大となる。
本発明の材料はAlN表面に印刷することができ、付着
性が良好であり、次いで焼成により、密着した優れた発
熱体を形成する。AlNセラミックスは熱伝導率、耐電気
絶縁性が高く、ヒータの基材として優れた特性を有す
る。本発明のヒータは長寿命で広く各分野において使用
に供することができる。
性が良好であり、次いで焼成により、密着した優れた発
熱体を形成する。AlNセラミックスは熱伝導率、耐電気
絶縁性が高く、ヒータの基材として優れた特性を有す
る。本発明のヒータは長寿命で広く各分野において使用
に供することができる。
Pt:18重量部 Pd:82重量部 の組成を有する粒径0.1μｍの粉末に、軟化点700℃、結
晶化温度800℃のガラスフリット８重量部を混合してペ
ースト化した組成物をAlN基板上に厚さ10μｍに印刷
し、900℃で１時間焼成してヒータを形成した。
晶化温度800℃のガラスフリット８重量部を混合してペ
ースト化した組成物をAlN基板上に厚さ10μｍに印刷
し、900℃で１時間焼成してヒータを形成した。
このヒータは電力密度104W/cm3が得られ、最高800℃
で2000時間使用してもヒータの劣化や断線が見られず耐
久性に富み長寿命であった。
で2000時間使用してもヒータの劣化や断線が見られず耐
久性に富み長寿命であった。
［発明の効果］ 本発明のヒータは抵抗値を任意に調整することがで
き、容易にAlN基板に印刷し焼成して発熱体を形成する
ことができ、経時安定性に優れ長寿命である。
き、容易にAlN基板に印刷し焼成して発熱体を形成する
ことができ、経時安定性に優れ長寿命である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊谷 正人 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 船橋 敏彦 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 小松 政男 東京都板橋区赤塚新町３―34―２―101 (56)参考文献 特開 平３−236186（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−226986（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−53488（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−96884（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】Pd、Ptの混合物の焼成体の膜をAlN基板上
に備えたことを特徴とするAlNセラミックスヒータ。 - 【請求項２】Pt:15〜90重量部 Pd:10〜85重量部 計100重量部に結晶化ガラス１〜20重量部を混合し、ペ
ースト化した材料をAlN基板上に印刷し、焼成し、発熱
体を形成することを特徴とするAlNセラミックスヒータ
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2325945A JPH0834123B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | Ａ▲ｌ▼Ｎセラミックスヒータ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2325945A JPH0834123B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | Ａ▲ｌ▼Ｎセラミックスヒータ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04206185A JPH04206185A (ja) | 1992-07-28 |
| JPH0834123B2 true JPH0834123B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=18182360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2325945A Expired - Fee Related JPH0834123B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | Ａ▲ｌ▼Ｎセラミックスヒータ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0834123B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7008034B2 (en) | 2000-07-07 | 2006-03-07 | Seiko Epson Corporation | Liquid container, ink-jet recording apparatus, device and method for controlling the apparatus, liquid consumption sensing device and method |
| US7086281B2 (en) | 2000-07-28 | 2006-08-08 | Seiko Epson Corporation | Detector of liquid consumption condition |
| US7137679B2 (en) | 2000-05-18 | 2006-11-21 | Seiko Epson Corporation | Ink consumption detecting method, and ink jet recording apparatus |
-
1990
- 1990-11-29 JP JP2325945A patent/JPH0834123B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7137679B2 (en) | 2000-05-18 | 2006-11-21 | Seiko Epson Corporation | Ink consumption detecting method, and ink jet recording apparatus |
| US7008034B2 (en) | 2000-07-07 | 2006-03-07 | Seiko Epson Corporation | Liquid container, ink-jet recording apparatus, device and method for controlling the apparatus, liquid consumption sensing device and method |
| US7306308B2 (en) | 2000-07-07 | 2007-12-11 | Seiko Epson Corporation | Liquid container, ink jet recording apparatus, apparatus and method for controlling the same, apparatus and method for detecting liquid consumption state |
| US7086281B2 (en) | 2000-07-28 | 2006-08-08 | Seiko Epson Corporation | Detector of liquid consumption condition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04206185A (ja) | 1992-07-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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