JPH04181679A - ＡｌＮセラミックスヒータ用電極形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はＡｆｆＮセラミックスヒータ用電極形成方法に
関する。

［従来の技術］ セラミックス基体上に発熱を目的とする金属層を形成し
たセラミックスヒータは、家庭電化製品、各種製造装置
等に広く使用され始めている。

セラミックスヒータ材として一般にアルミナが使用され
ているが、熱伝導性、耐熱衝撃性に問題がある。一方、
高熱伝導性セラミックスであるＡｐＮは熱応答性、均熱
性、耐熱衝撃性という点で優れており、ヒータ材として
有望視されている。

［発明が解決しようとする課題］ ＡｆｌＮセラミックスヒータでも様々な形状のＡρへ基
体上の発熱体を形成した後に、通電のためにリード線を
取付ける必要がある。しかし、このようなヒータの使用
温度は、半田の融点よりもはるかに高いので、半田を用
いることはできない。

発熱体とリード線をろう材等で直接接合すると、発熱体
自体にすべての外力がかかるので、発熱体が破損しやす
くなる。また、機械的固定手段では、セラミックス基体
の形状により採用できない場合がある上に、通電中にリ
ード線と発熱体の接触部に熱が発生するという問題があ
った。

本発明者は、ＡｌＮセラミックスヒータにおいて、Ａｆ
ｆＮ及びリード線に接合し、発熱体との接触抵抗が非常
に低い材料である活性金属を含有する銀ろうを電極とし
て採用し、この電極を発熱体の端部およびＡｌＮセラミ
ックス基体表面にわたって形成し、リード線をこの電極
に接合した場合、発熱体にかかる外力を軽減できるため
に発熱体の耐久性が向上するだけではな（、発熱体、電
極、リード線間の接触抵抗が非常に低いために、接触部
での発熱を防止できることを発見した。

本発明の目的は、このような電極を形成する方法を提供
することにある。

［課題を解決するための手段１ 本発明は、ＡｌＮセラミックス基体上に発熱体を形成し
た後に、この発熱体の端部及びＡ＆Ｎセラミックス基体
上にわたって、活性金属を含有する銀ろうからなる電極
を形成することを特徴とするＡｆｌＮセラミックスヒー
タ用電極形電極形成法。

［作用］ 本発明の具体的構成を作用と共に説明する。

本発明のＡｆｆＮセラミックスヒータ用電極形成法を以
下に示す。

まず、Ａｊ２Ｎセラミックス基体上に発熱体を形成する
。発熱体の形成法とし、では、例えば、ＡｆｆＮセラミ
ックス基体上に発熱体ペーストをスクリーン印刷し、空
気中もしくは酸化雰囲気中で８５０〜１０００°Ｃで焼
成し、発熱体を形成する方法があるが、これに限定され
るわけではない。

発熱体ペーストとして（ｉ、有機バイシダー中にＰｔ、
Ｐｄ、Ａｇ等の金属粉末及び５ｉ０２−ＣａＯ−Ｂ２０
３　、Ｓ　ｉ○２．５ｉ０２−ＰｂＯ−Ｂ２０３等のガ
ラスフリットを含むペーストが好適である。

次に、活性金属としてＴｊ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ等から選
択された１種類以上を含有させた銀ろうを発熱体の端部
及びＡρ＼セラミックス基体上にわたってろう付けし、
電極を形成する。活性金属の含有量は０．０１〜１５重
量％が好ましく、０．１〜５重量％がより好ましい。

ろう付は温度は、７００〜９００℃が好ましく、７５０
〜８５０℃がさらに好適である。保持時間は１分〜１２
時間が好ましく、１０分〜５時間がより好ましい。ろう
付けは、ＩＸｌ、０−３Ｔｏｒｒ以下の真空中、または
Ｎ２　、Ａｒ、８２等の非酸化性雰囲気中で行う。リー
ド線は電極形成時（二電極に接合することが好ましく、
材質は一般に使用されているものであれば特に制限はな
く、例えば、Ａｇ、Ｎｊなどでよい。

活性金属を含有させた銀ろう電極はＡβＮに強力に接合
しているため、リード線をＡｌ２Ｎ基体上の電極部分に
接合すれば、リード線を強固に固定できるだけではなく
、リード線を通して発熱体にかかる外力を大幅に軽減す
ることができる。また、電極の組成の大部分がＡｇとＣ
ｕであるために発熱体と電極の接触抵抗は極めて低く、
通電時の接点での発熱を防ぐことができる。

「実施例〕 実施例」 ＡｆｆＮ基板上に発熱体を形成した後に発熱体端部及び
Ａ４２Ｎ基板上にわたって、Ａｇ　：　Ｃｕ　：Ｔｉ＝
６８：３１：３からなる銀ろう’ｆｆ３３　ｍ　ｍ　Ｘ
３ｍｍＸ０．０５ｍｍを固定し、真空中で８２０　℃×
５分でろう付けし、電極を形成した。同時に直径０．２
　ｍ　ｍのＮ　ｉ　ｔｒａをリード線として電極に接合
した。第１図に電極部の模式断面図を示した。

ＡｆｆＮ基板１上に発熱体２を形成し、発熱体２の端部
とＡｌ２Ｎ基板１の双方にわたって電極を形成している
。また、リード線４はＡｆｆＮ基板１上の電極部分に接
合している。

形成したＡβＮセラミックスヒータに通電し、上限温度
７００℃で、電圧印加時間１．５時間、朱印船時間０．
５時間のサイクルで、数日試験したが電極、リード線の
異常または発熱による断線は認められなかった。

実施例２ ＡｌＮ基体上に発熱体を形成した後に発熱体端部及びＡ
ｌ２Ｎ基体上にわたって、Ａｇ　：　Ｃｕ　：Ｈｆ：Ｎ
ｂ＝６５＋３０：３：２で金属粒子の重量率が６５％で
ある銀ろうペーストを印刷し、脱脂工程を経た後に７９
０℃×１５分で真空ろう付けをし、電極を形成した。同
時に、直径０．３　ｍ　ｍのＡｇ線をリード線として電
極に接合した。

形成したＡｆｆＮセラミックスヒータに通電し、上限温
度７６０℃で、電圧印加時間１．５時間、未印加時間０
．５時間のサイクルで、数日試験したが電極、リード線
の異常または発熱による断線は認められなかった。

［発明の効果］ 本発明の電極にリード線を接合することにより、電極の
接合温度以下でヒータを動作させることが可能となった
。本電極構造により発熱体へリード線を通じて働く外力
を軽減することができるので発熱体の耐久性が向上した
。また、電極と発熱体の接触抵抗も十分低くなり、接触
部で発熱することもなくなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の模式的断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　ＡｌＮセラミックス基体上に発熱体を形成した後、
   該発熱体の端部及びＡｌＮセラミックス基体表面の両方
   に亘って、活性金属を含有する銀ろうからなる電極を形
   成することを特徴とするＡｌＮセラミックスヒータ用電
   極形成方法。