陶瓷加热器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种陶瓷加热器，抑制噪声的辐射，给周边的电子装置带来的影响小。陶瓷基体(4)由多个陶瓷层(4a)构成，在其中的2个陶瓷层(4a)之间，设置了将陶瓷材料和金属材料混合在一起的混合层(2)。在陶瓷层(4a)和混合层(2)之间，设置了通过通电而发热的发热电阻体(3)。因此，由于对发热电阻体(3)通电而产生的高频分量的辐射，通过混合层(2)来抑制，因而能够使得给周边的电子装置带来的影响变小。
【专利说明】陶瓷加热器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于烫发剪、水加热用加热器、氧传感器、空燃比传感器、电热塞、半导体制造装置等的陶瓷加热器。
【背景技术】
[0002]用于加热被加热物的陶瓷加热器，为了使耐久性得到提高，主要采用将钨等的高熔点金属的发热电阻体作为图案设置于以氧化铝为主要成分的陶瓷烧结体中的构成(例如参照专利文献I)。
[0003]发热电阻体形成为线状或板状，通过通电而产生焦耳热。由发热电阻体产生的热在陶瓷烧结体内传导，使陶瓷烧结体的表面温度升高。
[0004]作为陶瓷加热器，有必要进行控制以使得陶瓷烧结体的表面温度成为规定的温度。例如能够通过使对发热电阻体通电的电流值发生变化来控制陶瓷烧结体的表面温度。若使电流值变大则产生的热量变多从而表面温度升高，若使电流值变小则产生的热量变少从而表面温度降低。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I JP特开平5-315055号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]陶瓷加热器在很多领域都有所运用，在陶瓷加热器的周边配置电子装置的可能性很高。为了使陶瓷加热器发热，若对发热电阻体通电，则在发热电阻体中产生的高频分量从陶瓷加热器辐射出来，作为对于配置在周边的电子装置的噪声有可能会带来影响。
[0010]本发明的目的是提供一种抑制噪声的辐射、给周边的电子装置带来的影响小的陶瓷加热器。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]本发明提供一种陶瓷加热器，其特征在于，具有:
[0013]陶瓷基体；
[0014]发热电阻体，其设置于所述陶瓷基体内，通过通电而发热；和
[0015]混合层，其设置于所述陶瓷基体内，并将陶瓷材料和金属材料混合在一起。
[0016]发明效果
[0017]根据本发明的陶瓷加热器，在陶瓷基体内，设置了通过通电而发热的发热电阻体和将陶瓷材料与金属材料混合在一起的混合层。
[0018]由此，由于对发热电阻体通电而产生的高频分量的辐射，通过混合层而被抑制，能够使得给周边的电子装置带来的影响变小。【专利附图】
【附图说明】
[0019]本发明的目的、特色、以及优点，根据下述的详细的说明和附图可以变得更加明确。
[0020]图1为简要示出本发明的第I实施方式即陶瓷加热器I的构成的部分透过立体图。
[0021]图2为示出陶瓷加热器I的构成的剖视图。
[0022]图3为示出本发明的第2实施方式即陶瓷加热器10的构成的剖视图。
[0023]图4为示出本发明的第3实施方式即陶瓷加热器11的构成的剖视图。
【具体实施方式】
[0024]以下，参照附图对本发明的陶瓷加热器进行详细说明。
[0025]图1为简要示出本发明的第I实施方式即陶瓷加热器I的构成的部分透过立体图。图2为示出陶瓷加热器I的构成的剖视图。
[0026]本实施方式的陶瓷加热器I由陶瓷基体4、埋设于陶瓷基体4的内部的混合层2和发热电阻体3构成。
[0027]陶瓷基体4由多个陶瓷层4a、4b形成为棒状(圆柱状)。具体来说，如图2所示，作为中央层的陶瓷层4b为棒状(圆柱状)，并将陶瓷层4a配置为包围陶瓷层4b的外周。并且，在陶瓷层4a和陶瓷层4b之间，设置将陶瓷材料和金属材料混合在一起的混合层2。在陶瓷层4b和混合层2之间，还设置通过通电而发热的发热电阻体3。
[0028]导线部6与发热电阻体3的端部电连接，设置于陶瓷基体4的外表面的焊盘部7与导线部6连接。电源布线8通过焊接材料与焊盘部7连接。电源布线8与用于对发热电阻体3通电的未图示的电源装置连接。
[0029]发热电阻体3例如由能够和陶瓷层4a、4b同时烧结的金属材料构成，具有与陶瓷基体4的加热面对置的主面以及与该主面相邻的侧面。作为可同时烧结的金属材料，能够使用钨、钥、铼的I种或2种以上。此外，发热电阻体3在陶瓷层4a和陶瓷层4b之间的规定的区域，即想要加热的区域，设置为例如剖面矩形的平板状或线状。在发热电阻体3设置为线状的情况下，能够设置为曲折状、螺旋状、波形状等的形状。发热电阻体3的线宽例如为0.1?5mm,厚度为0.01?1mm。
[0030]陶瓷基体4由氧化铝、氮化硅、氮化铝、碳化硅等的陶瓷材料构成。由发热电阻体3产生的热在陶瓷基体4内传导，加热陶瓷基体4的外表面。
[0031]混合层2由陶瓷材料和金属材料混合在一起而形成。构成混合层2的陶瓷材料能够使用与用于陶瓷基体4的陶瓷材料同一种类的陶瓷材料，既可以与陶瓷基体4的陶瓷材料相同，也可以不同。构成混合层2的金属材料能够使用与用于发热电阻体3的金属材料同一种类的金属材料，既可以与用于发热电阻体3的金属材料相同，也可以不同。作为构成混合层2的金属材料，优选铼。铼的耐氧化性优异，通过使用铼提高可通电时间。另外，混合层2遍布发热电阻体3的长边方向的全部区域而设置。此外，混合层2的厚度为例如
0.01 ?0.5mm。
[0032]导线部6和发热电阻体3 —样设置于陶瓷层4a与陶瓷层4b之间。该导线部6是由与发热电阻体3同一种类的金属材料构成的内层布线。对于和焊盘部7的连接，例如设置沿厚度方向贯通陶瓷层4a至外表面的通孔导体6a。
[0033]在陶瓷加热器I为圆柱状的情况下，外径为例如I?30mm，轴线方向的长度为例如5?200_。此外，虽未图示但在陶瓷加热器I为板状的情况下，整体的大小为例如5?200mm方形。厚度为例如I?30mm。
[0034]以陶瓷加热器I的快速升温为目的，在升温动作开始时若对陶瓷加热器I的发热电阻体3流过大电流，则像矩形波脉冲一样，电力涌入的上升变得陡峭，包含高频分量的高电力的电流涌入发热电阻体3。
[0035]像这样的高频分量所产生的噪声，一般是在造成电磁波障碍的频带(150kHz?IGHz)成为问题的无线电噪声。该噪声大致划分为，顺着电源布线等传播来的传导性噪声和向空间辐射的辐射性噪声。
[0036]一般情况下在无线电、无线通信、网络通信等中，由于除了通信信号以外的不要的辐射噪声会引起设备进行误动作或有杂音的障碍。在相位控制中，由于产生导通时的电压、电流陡峭的上升波形，因而在此产生高频(主要是几十KHz?几十MHz的频带)的咔嗒噪声(click noise),给控制系统带来影响或对周边设备引起电波障碍。
[0037]根据本发明，在升温动作开始时由发热电阻体3产生的高频分量，通过混合层2被衰减。通过衰减，来抑制从陶瓷加热器I向外部的高频分量的辐射，能够使得给配置于陶瓷加热器周边的电子装置带来的影响变小。
[0038]本实施方式的混合层2设置于与陶瓷基体4的加热面对置的发热电阻体3的一个主面侧，能够使从该主面产生的高频分量通过混合层2衰减。在此，本实施方式成为如下的构成:陶瓷基体4为棒状，在棒状的陶瓷层4b (陶瓷芯材)的外周面形成发热电阻体3的图案，在其外侧设置了陶瓷层4a。在像这样的本实施方式的构成中，陶瓷基体4的加热面指的是陶瓷基体4的外表面，与陶瓷基体4的加热面对置的发热电阻体3的一个主面侧意味着半径方向外侧的主面侧。
[0039]此外，在陶瓷基体4为板状的情况下，陶瓷基体4的加热面指的是想要加热被加热物的一侧的外表面。通常，因为将发热电阻体3配置于和陶瓷基体4的加热面接近的位置，所以与陶瓷基体4的加热面对置的发热电阻体3的一个主面侧意味着接近陶瓷基体4的外表面的主面侧。
[0040]此外，在混合层2的陶瓷材料的热传导率和陶瓷基体的陶瓷材料的热传导率为同等程度的情况下，与陶瓷基体4相比，混合层2的热传导率与混合了金属材料的量相应地变大。
[0041]在陶瓷加热器的形状为板状的情况下，要求在主面上的温度分布的均匀性。通常，因为沿着发热电阻体的配置而主面的表面温度高，其他的部分低，所以温度分布容易产生偏差。陶瓷加热器I通过设置热传导率大的混合层2，从而从发生源的发热电阻体3热传导的区域扩大，表面温度的分布的均匀性得到提高。
[0042]图2为示出本发明的第2实施方式即陶瓷加热器10的构成的剖视图。
[0043]因为本实施方式的陶瓷加热器10只有混合层2a的构成和第I实施方式的混合层2不同，所以对于其他的构成附上和第I实施方式相同的参照符号并省略说明。
[0044]在本实施方式中混合层2a设置为:除了覆盖发热电阻体3的一个主面之外还覆盖侧面。成为噪声原因的高频分量，除了从发热电阻体3的一个主面产生之外还从侧面产生。在本实施方式中，因为混合层2a还覆盖发热电阻体3的侧面，所以能够使由发热电阻体3辐射的高频分量进一步衰减，能够使得给配置于陶瓷加热器周边的电子装置带来的影响进
一步变小。
[0045]此外，因为设置混合层2a的区域比第I实施方式的混合层2更大，所以从发生源的发热电阻体3热传导的区域进一步扩大，表面温度的分布的均匀性进一步得到提高。
[0046]图3为示出本发明的第3实施方式即陶瓷加热器11的构成的剖视图。
[0047]因为本实施方式的陶瓷加热器11只有混合层2b的构成和第I实施方式的混合层2不同，所以对于其他的构成附上和第I实施方式相同的参照符号并省略说明。
[0048]在本实施方式中混合层2b设置为:除了覆盖发热电阻体3的一个主面之外还包含侧面以及其他主面在内而覆盖发热电阻体3的整体。成为噪声原因的高频分量，产生自发热电阻体3的整体。在本实施方式中，因为混合层2b覆盖发热电阻体3的整体，所以能够使由发热电阻体3辐射的高频分量进一步衰减，能够使得给配置于陶瓷加热器周边的电子装置带来的影响进一步变小。
[0049]此外，因为设置混合层2b的区域比第I实施方式以及第2实施方式的混合层2、2a更大，所以从发生源的发热电阻体3热传导的区域进一步扩大，表面温度的分布的均匀性进一步得到提闻。
[0050]对陶瓷加热器的发热电阻体用直流电压通电，通过连续通电或循环通电，发生离子迁移，由于发热电阻体的金属材料、陶瓷基体中所包含的金属成分、氧离子进行移动，发热电阻体有可能会断线。因此，在陶瓷加热器中，限制为不至于发生离子迁移的程度的通电时间。
[0051]像本实施方式一样，通过混合层2b覆盖发热电阻体3的整体，在通电时缓和电力线的集中，能够抑制离子迁移的发生并防止断线。另外，本实施方式的陶瓷基体4是将垂直于轴线方向的剖面形状为半圆状的半个陶瓷层组合而成的圆柱状的陶瓷基体，在半个陶瓷层彼此之间配置发热电阻体3的情况下是有效的形态。
[0052]本发明的其他的实施方式在上述的第I?第3实施方式的构成的基础上，在混合层的金属材料的分布上具有特征。以下对第I实施方式的混合层2进行说明，但对于第2以及第3实施方式的混合层2a以及混合层2b也是同样的。
[0053]在本实施方式中，在混合层2中构成为:随着远离发热电阻体3，包含的金属材料的混合比例变小。即在接近发热电阻体3的区域，金属材料的比例较大，在远离发热电阻体3的区域，金属材料的比例变小。例如，在比例最小的区域的金属材料的混合量相对于在比例最大的区域的金属材料的混合量为I / 5?I / 20。
[0054]发热电阻体3的热膨胀系数和陶瓷层4a、4b的热膨胀系数之间存在差别。若对陶瓷加热器I循环通电，则由于该热膨胀系数的差别的影响在发热电阻体3和陶瓷层4a、4b之间产生微裂纹。该微裂纹伴随循环次数的增加而不断发展，最终发热电阻体3将断线。
[0055]因为混合层2的热膨胀系数比发热电阻体3小，比陶瓷层4a、4b大，所以即使金属材料在混合层2中同样地进行分布，也能够在一定程度上抑制微裂纹的产生。像本实施方式一样，随着远离发热电阻体3，使混合层2所包含的金属材料的混合比例变小，从而使得混合层2的热膨胀系数在从发热电阻体3到陶瓷层4a、4b之间变化，能够进一步抑制微裂纹的产生。[0056]本发明的另外其他的实施方式在上述的第2以及第3实施方式的构成的基础上，在混合层的厚度上具有特征。以下对第2实施方式的混合层2a进行说明，但对于第3实施方式的混合层2b也是同样的。
[0057]在本实施方式中，在混合层2a中构成为:与陶瓷基体4的加热面对置的发热电阻体3的一个主面侧的部分的厚度比其他的部分的厚度厚。与主面相接的部分的厚度相对于其他部分的厚度为I / 3?I / 10。
[0058]由发热电阻体3产生的热的大部分，从其主面向陶瓷层4a的厚度方向的外侧传导。因此，通过使与主面相接的部分的厚度变厚，变得从主面向厚度方向外侧更容易进行热传导，能够加快陶瓷加热器I的表面温度的升温速度。
[0059]另外，混合层2 (2a、2b)为包含陶瓷基体4中未包含的金属成分的区域，陶瓷基体4与混合层2(2a、2b)的边界能够通过例如使用波长分散型X射线分光分析(WDS分析)进行剖面观察来辨别。具体来说，将图1所示的陶瓷加热器I的样本沿长边方向切断，进行切剖面的镜面抛光，若对于陶瓷基体4与混合层2 (2a、2b)的边界附近，通过使用了电子探针显微分析仪(JXA-8100，日本电子株式会社制)的WDS分析，进行相应的金属成分的彩色映射，则根据金属成分的有无能够辨别陶瓷基体4与混合层2的边界。
[0060]接下来，对陶瓷加热器I的制造方法进行说明。
[0061]作为陶瓷基体4能够使用氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷等的具备绝缘性的陶瓷材料。具体来说，能够使用氧化铝、氮化硅、氮化铝、碳化硅等。在这些当中，从耐氧化性这一点，优选使用氧化铝。
[0062]首先，为了制作由这样的陶瓷材料构成的陶瓷加热器1，使上述的陶瓷成分中含有SiO2, CaO, MgO, ZrO2等的烧结助剂并使调制的陶瓷浆成形为片状，来制作陶瓷生片。或者，将上述成分混合通过压制成型、挤出成型等来制作棒状、板状的成型体。
[0063]陶瓷生片或成型体通过烧结而成为陶瓷层4a、4b，在一个主面上分别使用丝网印刷等的手法来形成成为发热电阻体、导线部的电阻体浆料或导电性浆料的图案。作为发热电阻体以及导线部的材料，使用以能够通过和陶瓷的同时烧结而制作的钨、铼、钥、铼和钨的混合物等的高熔点金属为主要成分的材料。通过在这些高熔点金属中调合陶瓷材料、粘合剂、有机溶剂等并进行混炼能够制作电阻体浆料以及导电性浆料。此外，此时根据陶瓷加热器I的用途，变更成为发热电阻体3的电阻体浆料或导电性浆料的图案的长度、折回图案的距离以及间隔、图案的线宽，由此能够将发热电阻体3的发热位置、电阻值设定为希望的值。
[0064]然后，在形成了该图案的陶瓷生片或成型体上，进一步使用层叠液与同一材质的陶瓷生片或成型体进行层叠并密接，由此得到成为在内部具有发热电阻体3以及导线部6的陶瓷基体4的棒状或板状的成型体。
[0065]在此将成型体在温度50°C、湿度90%以上的气氛中放置I小时以上(在以下称为“扩散放置”)。由此成为发热电阻体的浆料中所包含的金属成分离子化，扩散到陶瓷生片或成型体中。该金属成分扩散的区域在烧结后成为混合层。
[0066]接着，将得到的成型体在1500°C?1600°C左右进行烧结，由此能够制作具有混合层的陶瓷加热器。另外，优选烧结是在氢气等的非氧化性气体气氛中进行。
[0067]另外，在上述的情况下，因为金属成分从成为发热电阻体的浆料向陶瓷生片的与浆料相接触的部分的整体进行扩散，所以能够制作混合层2b覆盖发热电阻体3的整体的第3实施方式的陶瓷加热器11。
[0068]像第I以及第2实施方式一样，在将混合层2、2a的形成部分限定于特定的部分的情况下，预先将陶瓷生片或成型体进行煅烧。通过扩散放置金属成分不会扩散到经过煅烧的陶瓷生片或成型体中。因为通过扩散放置金属成分会扩散到未煅烧的陶瓷生片或成型体中，所以能够控制混合层的形成部分。
[0069]作为本发明的陶瓷加热器的制造方法，并不限于上述的制造方法，也可以是例如预先准备包含希望的金属材料的陶瓷生片，在想要形成混合层的区域进行部分的层叠那样的方法。此外，也可以是预先准备包含希望的金属材料的浆料，在想要形成混合层的区域，重叠在发热电阻体用的浆料上进行印刷那样的方法。根据该方法，既能够得到包含与发热电阻体的金属材料相同的金属材料的混合层，又能够得到包含与发热电阻体的金属材料不同的金属材料的混合层。此外，陶瓷加热器确实能够得到高频分量的辐射抑制效果(屏蔽效果)。
实施例
[0070]按照以下的方式制作作为本发明的实施例的陶瓷加热器。
[0071]〈试样1>
[0072]首先，以Al2O3为主要成分，制作出调整为Si02、CaO、Mg0、Zr02合计成为10质量％以内的陶瓷生片。然后，在该陶瓷生片的表面，将成为发热电阻体、导线部以及焊盘部的、以铼为主要成分的导电性浆料，利用丝网印刷法根据各自的图案形状进行了印刷。
[0073]在该图案上，将在以铼为主要成分的导电性浆料中，进一步混合了与陶瓷基体相同成分的粉体而得到的混合层用浆料进行了丝网印刷。此外，利用和陶瓷生片相同的材料通过挤出成型制作出棒状成型体。然后对该棒状成型体在1200°C左右进行了煅烧。将该印刷的陶瓷生片和棒状煅烧体，涂上使相同组成的陶瓷分散的层叠液并进行层叠，得到了棒状层叠体。
[0074]将这样所得到棒状层叠体在1500?1600°C的还原气氛(氮气氛)中进行了烧结。
[0075]接下来，在陶瓷基体的外表面的焊盘部上通过电解镀设置厚度为2?4μπι的Ni镀膜，使用Ag钎料作为焊接材料，将焊盘部和由Ni构成的直径0.8mm、长度50mm的电源布线接合在一起。以此作为试样I。
[0076]< 试样 2>
[0077]利用和陶瓷生片相同的材料通过挤出成型制作出棒状成型体。然后将该棒状成型体在1200°C左右进行煅烧。将印刷的陶瓷生片和棒状煅烧体，涂上使相同组成的陶瓷分散的层叠液并进行层叠，得到了棒状层叠体。
[0078]接下来，将该棒状层叠体以温度50°C、湿度90%放置了 I小时。
[0079]将这样所得到棒状层叠体在1500?1600°C的还原气氛(氮气氛)中进行了烧结。
[0080]接着，在陶瓷基体的外表面的焊盘部上通过电解镀设置厚度为2?4 μ m的Ni镀膜，使用Ag钎料作为焊接材料，将焊盘部和由Ni构成的直径0.8mm、长度50mm的电源布线接合在一起。以此作为试样2。在试样2中通过进行扩散放置，从而铼扩散到未煅烧的陶瓷生片中，形成了混合层。[0081]〈试样3>
[0082]并不煅烧上述的棒状成型体，将直接在印刷的陶瓷生片涂上层叠液而得到的层叠体以温度50°C、湿度90%放置I小时，然后将所得到棒状层叠体在1500?1600°C的还原气氛(氮气氛)中进行了烧结。以此作为试样3。在试样3中，通过进行扩散放置，铼扩散到未煅烧的棒状成型体以及未煅烧的陶瓷生片中，形成了混合层。
[0083]< 试样 4>
[0084]在上述的印刷的陶瓷生片和没有印刷的相同材料的陶瓷生片涂上层叠液并进行层叠，得到了板状层叠体。接着，将该板状层叠体以温度50°C、湿度90%放置了 I小时。将这样所得到的板状成型体在1500?1600°C的还原气氛(氮气氛)中进行了烧结。以此作为试样4。在试样4中，通过进行扩散放置，铼扩散到未煅烧的陶瓷生片中，形成了混合层。
[0085]< 试样 5 ?7>
[0086]除了未进行扩散放置以外，与试样2?4同样地得到试样5?7。
[0087]< 试样 8>
[0088]除了使用钥来代替铼以外，与试样I同样地得到试样8。
[0089]将试样I?8在包含发热电阻体的区域进行切断并使用激光消融系统(LaserAblation System) (LSX-200, CETAC Technologies公司制)进行激光照射，对从切剖面蒸发的铼以及钥通过ICP质量分析装置(Platform ICP, Micromass公司制)进行了分析。
[0090]作为比较例的试样5?7，全都只在发热电阻体检测到铼。作为实施例的试样I?4，在发热电阻体及其周围(混合层)检测到铼。此外，作为实施例的试样8，在发热电阻体及其周围(混合层)检测到钥。
[0091]试样I只在发热电阻体的外侧主面附近检测到铼。只在主面附近检测到是因为，只在成为发热电阻体的图案的主面附近配置了混合层用浆料。此外，在发热电阻体的内侧主面附近，没有检测到铼。
[0092]试样2在发热电阻体的外侧主面附近以及侧面附近都检测到铼。铼分布为随着向外侧远离发热电阻体，混合比例变小。在发热电阻体的内侧主面附近，没有检测到铼。这是因为外侧的陶瓷生片包含粘合剂，内侧的棒状煅烧体并没有包含粘合剂，可以认为在进行扩散放置时发生离子化的铼扩散到了陶瓷生片的粘合剂中。
[0093]试样3在发热电阻体的外侧主面附近、侧面附近以及内侧主面附近都检测到铼。铼分布为随着向外侧远离发热电阻体，混合比例变小。
[0094]试样4和试样3为同样的铼的分布。
[0095]对试样1、2、5接通直流电流，使用示波器对流过陶瓷加热器的脉冲波形以及高频噪声进行了确认。试样1、2在通电的同时脉冲波形变得陡峭，但未观测到高频噪声。另一方面，在试样5中在通电的同时脉冲波形变得陡峭，同时观测到可以认为是由于高频分量而产生的噪声。
[0096]在试样1、2中，未观测到高频噪声是因为，发热电阻体周边的混合层对随着在发热电阻体涌入电流而产生的高频分量进行了衰减。
[0097]对试样4、7施加交流电压，将表面温度提升至500°C，通过红外线照相机对加热器表面的温度分布进行了确认。在加热器表面的多个部位得到的温度中，求出最大值和最小值，根据最大值和最小值的温度差对温度分布进行了评价。示出温度差越小温度分布就越均匀。
[0098]试样4在温度分布上由于温度差为1°C因而试样整体均匀升温。在试样7中在温度分布上温度差为5°C，沿着发热电阻体的图案的部分的温度比其他部分的温度高。
[0099]试样4由于具有混合层，可以看出表面温度的均匀的分布。可以认为在铼的扩散区域进行均热化从而温度分布变为良好。
[0100]对试样3、6施加直流电压，进行在表面温度1200°C的连续通电，确认了电阻变化。试样3伴随施加时间的电阻变化比试样6小，相对于试样6在大约200个小时发热电阻体断线，试样3在相同的200个小时发热电阻体仍然没有断线。
[0101]若切断试样6观察剖面，由于离子迁移而阴极侧发生黑色化。可以认为这是陶瓷中所包含的镁、钙成为阳离子并向阴极移动而发生了黑色化。在阳极侧由于体积膨胀所导致的裂纹而确认了断线，其中，由移动的氧离子引起的氧化被视为所述体积膨胀的原因。
[0102]另一方面对试样3未能确认到阴极侧的黑色化以及阳极侧的体积膨胀所导致的裂纹。可以认为通过混合层能够防止离子迁移。
[0103]此外，若比较试样I和试样8的高频噪声，则同样地未能确认到高频噪声。对试样I和试样8施加直流电压，进行从室温至1200°C的循环通电，确认了电阻变化。其结果，与试样8相比试样I的电阻变化率小，相对于试样8在250个小时断线,试样I在相同的250个小时发热电阻体仍然未断线。若切断试样I以及试样8观察剖面，与试样I相比在试样8中阴极侧的黑色化更显著。在试样8的阳极侧由于移动的氧离子所导致的裂纹而确认了断线。在试样I中稍稍看出阴极侧的黑色化，但并没有断线。
[0104]在试样I和试样8中，因为只是金属材料是铼还是钥的区别，所以判明更优选使用铼。
[0105]本发明，不脱离其精神或主要的特征，利用其他的各种各样的方式也能够实施。因此，前述的实施方式的所有部分都仅仅是举例说明，本发明的范围为权利要求书所示的内容，丝毫不限制于说明书正文。此外，属于权利要求书的变形、变更全部是本发明的范围内的变形、变更。
[0106]符号说明
[0107]1、10、11陶瓷加热器
[0108]2、2a、2b 混合层
[0109]3发热电阻体
[0110]4陶瓷基体
[0111]4a、4b 陶瓷层
[0112]6导线部
[0113]6a通孔导体
[0114]7焊盘部
[0115]8电源布线
【权利要求】
1.一种陶瓷加热器，其特征在于，具有: 陶瓷基体； 发热电阻体，其设置于所述陶瓷基体内，通过通电而发热；和 混合层，其设置于所述陶瓷基体内，并将陶瓷材料和金属材料混合在一起。
2.根据权利要求1所述的陶瓷加热器，其特征在于， 所述混合层设置于所述发热电阻体与所述陶瓷基体的加热面之间。
3.根据权利要求1所述的陶瓷加热器，其特征在于， 所述发热电阻体具有与所述陶瓷基体的加热面对置的主面以及与该主面相邻的侧面，所述混合层设置为覆盖所述发热电阻体的所述主面以及所述侧面。
4.根据权利要求1所述的陶瓷加热器，其特征在于， 所述混合层设置为覆盖所述发热电阻体的整体。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的陶瓷加热器，其特征在于， 所述混合层构成为:随着远离所述发热电阻体，所述金属材料的混合比例变小。
6.根据权利要求3所述的陶瓷加热器，其特征在于， 所述混合层的对与所述陶瓷基体的加热面对置的所述发热电阻体的所述主面进行覆盖的部分的厚度比其他部分的厚度厚。
7.根据权利要求4所述的陶瓷加热器，其特征在于， 所述发热电阻体具有与所述陶瓷基体的加热面对置的主面，所述混合层的对与所述陶瓷基体的加热面对置的所述发热电阻体的所述主面进行覆盖的部分的厚度比其他部分的厚度厚。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的陶瓷加热器，其特征在于， 所述金属材料是铼。
【文档编号】H05B3/10GK103477704SQ201280015086
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年3月30日 优先权日:2011年3月31日
【发明者】神谷哲 申请人:京瓷株式会社