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JP7629991B2 - heater - Google Patents
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Description

本開示は、液体加熱用のヒータ、気体加熱用ヒータまたは酸素センサ用ヒータ等に用いられるヒータに関するものである。 The present disclosure relates to heaters used as heaters for heating liquids, heaters for heating gases, or heaters for oxygen sensors, etc.

液体加熱用ヒータに用いられるヒータとして、例えば、特許文献1に記載のセラミックヒーターが知られている。特許文献1に記載されているセラミックヒーターは、内部に発熱部を有する芯材と、芯材の側面に設けられており、発熱部に接続されている接続端子部と、一端部がろう材によって接続端子部に接合されており、他端部がセラミックヒーターの長さ方向に沿って伸びているリード端子と、を備えている。A known example of a heater used in a liquid heating heater is the ceramic heater described in Patent Document 1. The ceramic heater described in Patent Document 1 comprises a core material having a heat generating portion therein, a connection terminal portion provided on the side of the core material and connected to the heat generating portion, and a lead terminal having one end joined to the connection terminal portion by a brazing material and the other end extending along the length of the ceramic heater.

特開2016-81608号公報JP 2016-81608 A

本開示のヒータは、ヒータは、第1端から第2端に向かって延びる円柱状または筒状のセラミック体と、セラミック体の内部に位置する発熱抵抗体と、発熱抵抗体に電気的に接続されている電極パッドと、電極パッドに電気的に接続されているリード端子と、電極パッドとリード端子とを接合する導電性の接合材とを備え、電極パッドは、セラミック体の側面から端面にかけて位置している。The heater of the present disclosure comprises a cylindrical or tubular ceramic body extending from a first end to a second end, a heating resistor located inside the ceramic body, an electrode pad electrically connected to the heating resistor, a lead terminal electrically connected to the electrode pad, and a conductive bonding material that bonds the electrode pad and the lead terminal, and the electrode pad is located from the side to the end face of the ceramic body.

図1Aは、ヒータの一例を示す斜視図である。FIG. 1A is a perspective view showing an example of a heater. 図1Bは、図1Aに示すヒータの一部を透過した概略斜視図である。FIG. 1B is a schematic perspective view showing a part of the heater shown in FIG. 1A. 図2Aは、図1Aに示すヒータをA-A’線で切断した拡大断面図である。FIG. 2A is an enlarged cross-sectional view of the heater shown in FIG. 1A taken along line A-A'. 図2Bは、図1Aに示すヒータをB-B’線で切断した拡大断面図である。FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view of the heater shown in FIG. 1A taken along line B-B'. 図3は、図1Aに示すヒータの拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the heater shown in FIG. 1A. 図4は、ヒータの他の例を示す拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing another example of the heater. 図5は、ヒータの他の例を示す拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing another example of the heater. 図6は、ヒータの他の例を示す拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing another example of the heater. 図7は、ヒータの他の例を示す拡大断面図である。FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing another example of the heater. 図8は、ヒータの他の例を示す拡大断面図である。FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing another example of the heater. 図9は、ヒータの他の例を示す拡大断面図である。FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing another example of the heater. 図10は、ヒータの他の例を示す拡大断面図である。FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view showing another example of the heater. 図11は、ヒータの他の例を示す側面図である。FIG. 11 is a side view showing another example of the heater. 図12は、ヒータの他の例を示す平面図である。FIG. 12 is a plan view showing another example of the heater. 図13は、ヒータの他の例を示す平面図である。FIG. 13 is a plan view showing another example of the heater.

このようなセラミックヒーターに対して、芯材のうちの1つの面に端子接続部が設けられている。これにより、芯材と端子接続部との離れる方向に振動が生じたときに、端子接続部の接合強度を保持できないおそれがあった。これにより、長時間使用したときに、端子接続部が芯材から剥離してしまうおそれがあった。その結果、セラミックヒーターの長期信頼性を高めることが困難であった。 For such ceramic heaters, a terminal connection part is provided on one surface of the core material. This raises the risk that the bonding strength of the terminal connection part may not be maintained when vibration occurs in a direction that separates the core material from the terminal connection part. This raises the risk that the terminal connection part may peel off from the core material after long-term use. As a result, it has been difficult to improve the long-term reliability of the ceramic heater.

本開示の一形態のヒータは、電極パッドがセラミック体の側面から端面にかけて位置している。これにより、セラミック体のうち複数の面に電極パッドを設けることができる。これにより、セラミック体と電極パッドとの離れる方向に振動が生じても、電極パッドの接合強度を保持できる。これにより、長時間使用した場合でも、電極パッドがセラミック体から剥離してしまうおそれを低減できる。その結果、ヒータの長期信頼性を高めることができる。 In one embodiment of the heater disclosed herein, the electrode pads are located from the side to the end face of the ceramic body. This allows the electrode pads to be provided on multiple faces of the ceramic body. This allows the bonding strength of the electrode pads to be maintained even if vibration occurs in a direction that separates the ceramic body from the electrode pads. This reduces the risk of the electrode pads peeling off from the ceramic body even after long-term use. As a result, the long-term reliability of the heater can be improved.

ヒータ100について詳細に説明する。 The heater 100 is described in detail.

図1Aは、ヒータ100の一例を示す斜視図である。図1Bは、図1Aに示すヒータの一部を透過した概略斜視図である。図1Aおよび図1Bに示すように、ヒータ100は、第1端101から第2端102に向かって延びる円柱状または筒状のセラミック体1と、セラミック体1の内部に位置する発熱抵抗体2と、発熱抵抗体2に電気的に接続されている電極パッド3と、電極パッド3に電気的に接続されているリード端子と、電極パッド3とリード端子4とを接合する導電性の接合材5とを備え、電極パッド3は、セラミック体1の側面から端面にかけて位置している。 Figure 1A is a perspective view showing an example of a heater 100. Figure 1B is a schematic perspective view showing a part of the heater shown in Figure 1A. As shown in Figures 1A and 1B, the heater 100 includes a cylindrical or tubular ceramic body 1 extending from a first end 101 to a second end 102, a heating resistor 2 located inside the ceramic body 1, an electrode pad 3 electrically connected to the heating resistor 2, a lead terminal electrically connected to the electrode pad 3, and a conductive bonding material 5 that bonds the electrode pad 3 and the lead terminal 4, and the electrode pad 3 is located from the side to the end face of the ceramic body 1.

なお、図1Aおよび図1Bにおいて、ヒータ100の左下が第1端101であり、右上が第2端102である。また、図3において、上方が第1端101であり、下方が第2端102である。また、以下の記載において、「第1端101側」および「第2端102側」と記載する場合があるが、セラミック体1が延びる方向である長手方向の中心を基準に、第1端101に近い部分が「第1端101側」であり、第2端102に近い部分が「第2端102側」である。「第1端101側」は第1端101の近傍、「第2端102側」は第2端102の近傍ともいうことができる。1A and 1B, the lower left of the heater 100 is the first end 101, and the upper right is the second end 102. In FIG. 3, the upper part is the first end 101, and the lower part is the second end 102. In the following description, the terms "first end 101 side" and "second end 102 side" may be used, but the part closer to the first end 101 is the "first end 101 side" and the part closer to the second end 102 is the "second end 102 side" based on the center in the longitudinal direction, which is the direction in which the ceramic body 1 extends. The "first end 101 side" can also be referred to as the vicinity of the first end 101, and the "second end 102 side" can also be referred to as the vicinity of the second end 102.

セラミック体1は、発熱抵抗体2を保護するために設けられる部材である。セラミック体1の形状は、長手方向を有する円柱状または筒状である。図1に示すヒータ100においては、セラミック体1は円筒状である。The ceramic body 1 is a member provided to protect the heating resistor 2. The shape of the ceramic body 1 is a columnar or cylindrical shape having a longitudinal direction. In the heater 100 shown in FIG. 1, the ceramic body 1 is cylindrical.

セラミック体1は、絶縁性のセラミック材料を有する。セラミック体1は、例えばアルミナ、窒化珪素または窒化アルミニウム等の絶縁性のセラミック材料を有する。セラミック体1の寸法は、セラミック体1が円柱状の場合には、例えば長さを10~400mmに、外径を5~60mmにすることができる。また、セラミック体1の寸法は、セラミック体1が円筒状の場合には、例えば長さを10~400mmに、外径を5~60mmに、内径を3~50mmにすることができる。 The ceramic body 1 comprises an insulating ceramic material, such as alumina, silicon nitride, or aluminum nitride. When the ceramic body 1 is cylindrical, the dimensions of the ceramic body 1 can be, for example, a length of 10 to 400 mm and an outer diameter of 5 to 60 mm. When the ceramic body 1 is cylindrical, the dimensions of the ceramic body 1 can be, for example, a length of 10 to 400 mm, an outer diameter of 5 to 60 mm, and an inner diameter of 3 to 50 mm.

また、セラミック体1は、図1Aおよび図1Bに示すように、外周面に第1端101から第2端102に向かって伸びているスリット状の凹部を有していてもよい。 Furthermore, as shown in Figures 1A and 1B, the ceramic body 1 may have a slit-shaped recess on its outer surface extending from the first end 101 to the second end 102.

発熱抵抗体2は、電流が流れることによって発熱するための部材である。発熱抵抗体2は、図1B、図2Aおよび図2Bに示すように、セラミック体1の内部に設けられている。発熱抵抗体2は、セラミック体1の第2端102側で最も発熱するように配置されていてもよい。発熱抵抗体2は、例えば、セラミック体1の第1端101側から第2端102側に向かって伸びており、第2端102側に到達すると、第2端102側からもう一方の第1端101側に向かって伸びていてもよい。また、発熱抵抗体2は、図1Bに示すように、例えば、セラミック体1の第2端102側において長さ方向に繰り返して折り返しながら周方向に沿って設けられた折返し部を有していてもよい。また、発熱抵抗体2は、折返し部の第2端102側においては一対の直線状部となっていてもよい。発熱抵抗体2は、繰り返して折り返す折返し部が第2端102側だけにあるパターンではなく、第1端101側と第2端102側との間を繰り返して往復するパターンであってもよい。The heating resistor 2 is a member for generating heat by the flow of current. The heating resistor 2 is provided inside the ceramic body 1 as shown in FIG. 1B, FIG. 2A, and FIG. 2B. The heating resistor 2 may be arranged so that it generates the most heat on the second end 102 side of the ceramic body 1. For example, the heating resistor 2 may extend from the first end 101 side of the ceramic body 1 toward the second end 102 side, and when it reaches the second end 102 side, it may extend from the second end 102 side toward the other first end 101 side. In addition, the heating resistor 2 may have a folded portion provided along the circumferential direction while repeatedly folding back in the length direction on the second end 102 side of the ceramic body 1 as shown in FIG. 1B. In addition, the heating resistor 2 may have a pair of straight portions on the second end 102 side of the folded portion. The heating resistor 2 may have a pattern in which the repeatedly folded back fold is not limited to only on the second end 102 side, but may have a pattern in which the folded back fold is repeatedly folded back and forth between the first end 101 side and the second end 102 side.

発熱抵抗体2は、金属材料を有している。金属材料は、例えばタングステン、モリブデンまたはレニウムを有する。発熱抵抗体2は、絶縁性の部材を有していてもよい。これにより、発熱抵抗体2の抵抗値を調整することができる。発熱抵抗体2の寸法は、例えば幅を0.2~5mmに、全長を5~1000mmに、厚みを0.05~0.5mmに設定することができる。The heating resistor 2 has a metal material. The metal material has, for example, tungsten, molybdenum, or rhenium. The heating resistor 2 may have an insulating member. This allows the resistance value of the heating resistor 2 to be adjusted. The dimensions of the heating resistor 2 can be set, for example, to a width of 0.2 to 5 mm, a total length of 5 to 1000 mm, and a thickness of 0.05 to 0.5 mm.

電極パッド3は、リード端子4と発熱抵抗体2とを接続するための部材である。電極パッド3は、セラミック体1の側面から端面にかけて設けられている。電極パッド3は、発熱抵抗体2に電気的に接続されている。電極パッド3は、金属材料を有している。金属材料は、例えばタングステン、モリブデン、レニウムを有する。さらにはその表面に、ニッケルやクロム、金などの金属の層を施しても良い。電極パッド3のセラミック体1の側面に設けられている部分の寸法は、長さを0.5~15mm、幅を0.5~5mmに、厚みを0.2~1.5mmにすることができる。また、電極パッド3のセラミック体1の端面に設けられている部分の寸法は、長さを0.1~20mm、幅を0.1~20mmに、厚みを0.2~1.5mmにすることができる。図1に示すように、電極パッド3およびリード端子4は、発熱抵抗体2の両端にそれぞれ設けられていてもよい。The electrode pad 3 is a member for connecting the lead terminal 4 and the heating resistor 2. The electrode pad 3 is provided from the side to the end face of the ceramic body 1. The electrode pad 3 is electrically connected to the heating resistor 2. The electrode pad 3 has a metal material. The metal material includes, for example, tungsten, molybdenum, and rhenium. Furthermore, a layer of metal such as nickel, chromium, or gold may be applied to the surface. The dimensions of the part of the electrode pad 3 provided on the side of the ceramic body 1 can be 0.5 to 15 mm in length, 0.5 to 5 mm in width, and 0.2 to 1.5 mm in thickness. The dimensions of the part of the electrode pad 3 provided on the end face of the ceramic body 1 can be 0.1 to 20 mm in length, 0.1 to 20 mm in width, and 0.2 to 1.5 mm in thickness. As shown in FIG. 1, the electrode pad 3 and the lead terminal 4 may be provided on both ends of the heating resistor 2.

電極パッド3および発熱抵抗体2は、図2Bに示すように、例えばスルーホール導体を介して電気的に接続されていてもよい。これにより、セラミック体1の外周部に設けられているリード端子4とセラミック体1の内部に設けられている発熱抵抗体2とを電気的に接続することができる。 As shown in Fig. 2B, the electrode pad 3 and the heating resistor 2 may be electrically connected, for example, via a through-hole conductor. This allows the lead terminal 4 provided on the outer periphery of the ceramic body 1 to be electrically connected to the heating resistor 2 provided inside the ceramic body 1.

リード端子4は、発熱抵抗体2に電力を供給するための部材である。リード端子4は外部の電源に電気的に接続されている。リード端子4は、電極パッド3に電気的に接合されており、セラミック体1の長さ方向に伸びている。リード端子4は、例えば線状、棒状、円柱状、帯状または紐状の部材である。リード端子4の断面の形状としては、例えば、円形状、楕円形状、三角形状や矩形状のような多角形状、またはこれらの形状でかつ中空状であってもよい。図1に示すリード端子4においては、リード端子4は円柱状である。リード端子4の寸法は、例えば円柱状であるときは、径の長さを0.5~5~mmに、長さを10~300mmにすることができる。リード端子4としては、ニッケルまたは銅の金属からなる線材または板材を用いることができる。The lead terminal 4 is a member for supplying power to the heating resistor 2. The lead terminal 4 is electrically connected to an external power source. The lead terminal 4 is electrically joined to the electrode pad 3 and extends in the longitudinal direction of the ceramic body 1. The lead terminal 4 is, for example, a wire-shaped, rod-shaped, cylindrical, strip-shaped, or string-shaped member. The cross-sectional shape of the lead terminal 4 may be, for example, a circle, an ellipse, a polygonal shape such as a triangle or a rectangle, or may be hollow in any of these shapes. In the lead terminal 4 shown in FIG. 1, the lead terminal 4 is cylindrical. When the lead terminal 4 is cylindrical, for example, the dimensions of the lead terminal 4 can be a diameter of 0.5 to 5 mm and a length of 10 to 300 mm. The lead terminal 4 can be a wire or plate made of nickel or copper metal.

接合材5は、リード端子4と電極パッド3とを強固に固定するための部材である。接合材5は、電極パッド3の上に位置している。接合材5は、例えば銀、銅またはスズ等の導電性の金属材料であってもよい。The bonding material 5 is a member for firmly fixing the lead terminal 4 and the electrode pad 3. The bonding material 5 is located on the electrode pad 3. The bonding material 5 may be a conductive metal material such as silver, copper, or tin.

本実施形態の試料保持具においては、図1A、図1B、図2Aおよび図2Bに示すように、ヒータ100は、第1端101から第2端102に向かって延びる円柱状または筒状のセラミック体1と、セラミック体1の内部に位置する発熱抵抗体2と、発熱抵抗体2に電気的に接続されている電極パッド3と、電極パッド3に電気的に接続されているリード端子4と、電極パッド3とリード端子4とを接合する導電性の接合材5とを備え、電極パッド3は、セラミック体1の側面から端面にかけて位置している。これにより、セラミック体1のうち複数の面に電極パッド3を設けることができる。これにより、セラミック体1と電極パッド3との離れる方向に振動が生じても、電極パッド3の接合強度を保持できる。これにより、長時間使用した場合でも、電極パッド3がセラミック体1から剥離してしまうおそれを低減できる。その結果、ヒータ100の長期信頼性を高めることができる。 In the sample holder of this embodiment, as shown in Figures 1A, 1B, 2A and 2B, the heater 100 includes a cylindrical or tubular ceramic body 1 extending from a first end 101 to a second end 102, a heating resistor 2 located inside the ceramic body 1, an electrode pad 3 electrically connected to the heating resistor 2, a lead terminal 4 electrically connected to the electrode pad 3, and a conductive bonding material 5 that bonds the electrode pad 3 and the lead terminal 4, and the electrode pad 3 is located from the side to the end face of the ceramic body 1. This allows the electrode pad 3 to be provided on multiple faces of the ceramic body 1. This allows the bonding strength of the electrode pad 3 to be maintained even if vibration occurs in the direction in which the ceramic body 1 and the electrode pad 3 are separated. This reduces the risk that the electrode pad 3 will peel off from the ceramic body 1 even after long-term use. As a result, the long-term reliability of the heater 100 can be improved.

また、図3に示すように、セラミック体1は、セラミック体1の外周を含む第1部11と、第1部11に続いて中心軸の近くに位置する第2部12とを有しており、第1部11は、外周を含む第1側面111と、第1側面111に続く第1端面112とを有し、第2部12は、第1端面112に続いて第2端102に向かって延びる第2側面121と、第2側面121に続く第2端面122とを有していてもよい。 Also, as shown in FIG. 3, the ceramic body 1 has a first portion 11 including the outer periphery of the ceramic body 1, and a second portion 12 located adjacent to the central axis and following the first portion 11, the first portion 11 having a first side surface 111 including the outer periphery and a first end surface 112 following the first side surface 111, and the second portion 12 may have a second side surface 121 extending toward the second end 102 and following the first end surface 112, and a second end surface 122 following the second side surface 121.

また、図1に示す「側面」は、第1側面111および第2側面121を含んでおり、「端面」は、第1端面112および第2端面122を含んでいる。このとき、第2部12は、第1端面112に続いて第2端102に向かって延びる第2側面121と第2側面121に続く第2端面122とを有していることで、第2部12と第1部11との間に段差を設けることができる。これにより、リード端子4と第1端面112と第2側面121との間に、接合材5を溜める空間を設けることができる。これにより、接合材5をより多く加えることができる。これにより、リード端子4とセラミック体1との接合強度を高めることができる。その結果、ヒータ100の長期信頼性を高めることができる。1 includes the first side surface 111 and the second side surface 121, and the "end surface" includes the first end surface 112 and the second end surface 122. At this time, the second part 12 has the second side surface 121 extending from the first end surface 112 toward the second end 102 and the second end surface 122 continuing from the second side surface 121, so that a step can be provided between the second part 12 and the first part 11. This allows a space to be provided between the lead terminal 4, the first end surface 112, and the second side surface 121 to store the bonding material 5. This allows more bonding material 5 to be added. This allows the bonding strength between the lead terminal 4 and the ceramic body 1 to be increased. As a result, the long-term reliability of the heater 100 can be improved.

また、図3に示すように、電極パッド3は、第1側面111から第1端面112にかけて位置していてもよい。このとき、第2側面121および第2端面122は、電極パッド3を設けていない部分を有してもよい。また、第2側面121および第2端面122は、接合材5を設けていない部分を有してもよい。電極パッド3が、第1側面111から第1端面112にかけて位置していることで、セラミック体1が1つの面に、電極パッド3が有する場合と比較してセラミック体1と電極パッド3との離れる方向に振動が生じても、電極パッド3の接合強度を保持できる。これにより、長時間使用した場合でも、電極パッド3がセラミック体1から剥離してしまうおそれを低減できる。その結果、ヒータ100の長期信頼性を高めることができる。 Also, as shown in FIG. 3, the electrode pad 3 may be located from the first side surface 111 to the first end surface 112. In this case, the second side surface 121 and the second end surface 122 may have a portion where the electrode pad 3 is not provided. Also, the second side surface 121 and the second end surface 122 may have a portion where the bonding material 5 is not provided. By the electrode pad 3 being located from the first side surface 111 to the first end surface 112, the bonding strength of the electrode pad 3 can be maintained even if vibration occurs in the direction in which the ceramic body 1 and the electrode pad 3 move away from each other, compared to the case where the ceramic body 1 has the electrode pad 3 on one surface. This reduces the risk that the electrode pad 3 will peel off from the ceramic body 1 even when used for a long time. As a result, the long-term reliability of the heater 100 can be improved.

また、図4に示すように、電極パッド3は、第1端面112から第2側面121にかけて位置していてもよい。このとき、第2端面122は、電極パッド3を設けていない部分を有してもよい。また、第2端面122は、接合材5を設けていない部分を有してもよい。電極パッド3が、第1端面112から第2側面121にかけて位置していることで、電極パッド3が第1部11と第2部12との境界である第1端面112と第2側面121との間を覆うことができる。そのため、セラミック体1の第1端面112と第2側面121との間にクラックが生じるおそれを低減できる。その結果、ヒータ100の長期信頼性を向上できる。第1部11は表層部ということができる部位であり、第2部12は芯部ということができる部位である。 Also, as shown in FIG. 4, the electrode pad 3 may be located from the first end face 112 to the second side face 121. In this case, the second end face 122 may have a portion where the electrode pad 3 is not provided. Also, the second end face 122 may have a portion where the bonding material 5 is not provided. By the electrode pad 3 being located from the first end face 112 to the second side face 121, the electrode pad 3 can cover the area between the first end face 112 and the second side face 121, which is the boundary between the first part 11 and the second part 12. Therefore, the risk of cracks occurring between the first end face 112 and the second side face 121 of the ceramic body 1 can be reduced. As a result, the long-term reliability of the heater 100 can be improved. The first part 11 is a part that can be called a surface layer, and the second part 12 is a part that can be called a core.

また、図5に示すように、電極パッド3は、第2側面121から第2端面122にかけて位置していてもよい。このとき、第1端面112および第2側面121は、電極パッド3および接合材5が設けられていてもよい。電極パッド3が、第2側面121から第2端102面122にかけて位置していることで、これにより、電極パッド3をセラミック体1のより多くの面に設けることができる。これにより、セラミック体1と電極パッド3との離れる方向に振動が生じても、電極パッド3の接合強度を保持できる。これにより、長時間使用した場合でも、電極パッド3がセラミック体1から剥離してしまうおそれを低減できる。その結果、ヒータ100の長期信頼性を高めることができる。 Also, as shown in FIG. 5, the electrode pad 3 may be located from the second side surface 121 to the second end surface 122. In this case, the first end surface 112 and the second side surface 121 may be provided with the electrode pad 3 and the bonding material 5. By positioning the electrode pad 3 from the second side surface 121 to the second end surface 122, the electrode pad 3 can be provided on more surfaces of the ceramic body 1. This allows the bonding strength of the electrode pad 3 to be maintained even if vibration occurs in the direction in which the ceramic body 1 and the electrode pad 3 move away from each other. This reduces the risk that the electrode pad 3 will peel off from the ceramic body 1 even when used for a long time. As a result, the long-term reliability of the heater 100 can be improved.

また、図6に示すように、発熱抵抗体2は、第1部11と第2部12との間に位置し、端部が第1端101面112から突出しており、端部と電極パッド3とが接合されていてもよい。これにより、リード端子4から発熱抵抗体2まで電流が流れる経路を増やすことができる。これにより、リード端子4と発熱抵抗体2とが電気的に接続されなくなるおそれを低減できる。その結果、ヒータ100の長期信頼性を高めることができる。6, the heating resistor 2 may be located between the first portion 11 and the second portion 12, with an end protruding from the first end 101 surface 112, and the end joined to the electrode pad 3. This increases the number of paths through which current flows from the lead terminal 4 to the heating resistor 2. This reduces the risk that the lead terminal 4 and the heating resistor 2 will no longer be electrically connected. As a result, the long-term reliability of the heater 100 can be improved.

また、図7に示すように、接合材5は、第1端面112から第2側面121にかけてメニスカス状に設けられていてもよい。これにより、第1端面112と第2側面121との界面を接合材5が覆うことができるため、クラックがセラミック体1の第1端面112と第2側面121との界面に生じるおそれを低減できる。その結果、ヒータ100の長期信頼性を高めることができる。7, the bonding material 5 may be provided in a meniscus shape from the first end face 112 to the second side face 121. This allows the bonding material 5 to cover the interface between the first end face 112 and the second side face 121, reducing the risk of cracks occurring at the interface between the first end face 112 and the second side face 121 of the ceramic body 1. As a result, the long-term reliability of the heater 100 can be improved.

また、図7に示すように、接合材5は、第1端面112からリード端子4にかけてメニスカス状に設けられており、第2側面121とリード端子4との間に空間を有していてもよい。これにより、リード端子4とセラミック体1とを接合材によって強固に固定しつつ、第2側面121とリード端子4との間に有する空間によって接合材5が熱膨張できる領域を形成することができる。これにより、接合材5の熱膨張によってリード端子4と接合材5との間において熱応力が生じるおそれを低減できる。これにより、リード端子4と接合材5との間にクラックが生じるおそれを低減できる。その結果、ヒータ100の長期信頼性を高めることができる。7, the bonding material 5 is provided in a meniscus shape from the first end surface 112 to the lead terminal 4, and may have a space between the second side surface 121 and the lead terminal 4. This allows the lead terminal 4 and the ceramic body 1 to be firmly fixed by the bonding material, while the space between the second side surface 121 and the lead terminal 4 forms an area in which the bonding material 5 can thermally expand. This reduces the risk of thermal stress occurring between the lead terminal 4 and the bonding material 5 due to thermal expansion of the bonding material 5. This reduces the risk of cracks occurring between the lead terminal 4 and the bonding material 5. As a result, the long-term reliability of the heater 100 can be improved.

また、図8に示すように、接合材5は、第2側面121とリード端子4との間に満たして位置していてもよい。これにより、接合材5によってリード端子4とセラミック体1とを強固に固定することができる。これにより、リード端子4とセラミック体1とが剥離するおそれを低減できる。その結果、ヒータ100の長期信頼性を高めることができる。ここでいう、第2側面121とリード端子4との間とは、第1側面111の仮想延長線と第2端102面122の仮想延長線との囲まれた部分のことである。8, the bonding material 5 may be positioned between the second side surface 121 and the lead terminal 4. This allows the bonding material 5 to firmly fix the lead terminal 4 and the ceramic body 1. This reduces the risk of the lead terminal 4 and the ceramic body 1 peeling off. As a result, the long-term reliability of the heater 100 can be improved. Here, the space between the second side surface 121 and the lead terminal 4 refers to the area surrounded by the imaginary extension line of the first side surface 111 and the imaginary extension line of the second end 102 surface 122.

また、図9に示すように、リード端子4が湾曲していてもよい。ここでいう「湾曲している」とは、図9に示すように、電極パッド3に電気的に接合されている部分と第1端101に向かって伸びている部分とをつなぐ部分において、湾曲していることを意味している。これにより、生じた振動を分散することができる。これにより、リード端子4と接合材5との接合強度を保持することができる。これにより、リード端子4と接合材5とが剥離するおそれを低減できる。その結果、ヒータ100の長期信頼性を高めることができる。電極パッド3に電気的に接合されている部分と第1端101に向かって伸びている部分とからなる角度が90度に近いほど、つなぐ部分の湾曲による効果は大きくなる。 Also, as shown in FIG. 9, the lead terminal 4 may be curved. Here, "curved" means that the portion connecting the portion electrically connected to the electrode pad 3 and the portion extending toward the first end 101 is curved, as shown in FIG. 9. This allows the generated vibration to be dispersed. This allows the bonding strength between the lead terminal 4 and the bonding material 5 to be maintained. This reduces the risk of the lead terminal 4 and the bonding material 5 peeling off. As a result, the long-term reliability of the heater 100 can be improved. The closer the angle between the portion electrically connected to the electrode pad 3 and the portion extending toward the first end 101 is to 90 degrees, the greater the effect of the curved connecting portion.

また、図10に示すように、接合材5は、第1側面に沿っているとともに第2側面にわたっており、接合材5と第1端101面121との間に隙間を有していてもよい。これにより、第1部11が露出している部位まで接合材5が熱膨張することができる。これにより、接合材5の熱膨張によってリード端子4と接合材5との間において熱応力が生じるおそれを低減できる。これにより、リード端子4と接合材5との間にクラックが生じるおそれを低減できる。その結果、ヒータ100の長期信頼性を高めることができる。10, the bonding material 5 may extend along the first side surface and across to the second side surface, with a gap between the bonding material 5 and the first end 101 surface 121. This allows the bonding material 5 to thermally expand up to the area where the first portion 11 is exposed. This reduces the risk of thermal stress occurring between the lead terminal 4 and the bonding material 5 due to thermal expansion of the bonding material 5. This reduces the risk of cracks occurring between the lead terminal 4 and the bonding material 5. As a result, the long-term reliability of the heater 100 can be improved.

また、図11に示すように、電極パッド3は、セラミック体1の第2端102側より第1端101側のほうが細くてもよい。ここでいう「細い」とは、セラミック体1の第1端101側の電極パッド3の長さがセラミック体1の周方向において第2端102側よりも短いことを意味している。これにより、セラミック体1の第1端101にリード端子4が2つありそれぞれに対応する電極パッド3がある場合において、2つの電極パッド3の距離を遠ざけることができる。これにより、2つの電極パッド3が接続してしまうおそれを低減でき、短絡が生じるおそれを低減できる。その結果、ヒータ100の長期信頼性を高めることができる。電極パッド3において、セラミック体1の第2端102側より第1端101側のほうが細い形状として段状であってもよいが、セラミック体1の第1端101側が先細り形状であれば、段状であるよりも応力をより低減できる。 Also, as shown in FIG. 11, the electrode pad 3 may be thinner on the first end 101 side than on the second end 102 side of the ceramic body 1. Here, "thin" means that the length of the electrode pad 3 on the first end 101 side of the ceramic body 1 is shorter than the second end 102 side in the circumferential direction of the ceramic body 1. This allows the distance between the two electrode pads 3 to be increased when there are two lead terminals 4 at the first end 101 of the ceramic body 1 and corresponding electrode pads 3. This reduces the risk of the two electrode pads 3 being connected, and reduces the risk of a short circuit. As a result, the long-term reliability of the heater 100 can be improved. The electrode pad 3 may be stepped so that the first end 101 side of the ceramic body 1 is thinner than the second end 102 side, but if the first end 101 side of the ceramic body 1 is tapered, stress can be reduced more than if it is stepped.

また、図12に示すように、電極パッド3は、セラミック体1の第1端101側から見たときに、第2部12の中心に向かうにつれて先細り形状であってもよい。これにより、セラミック体1の端面に設けられている2つの電極パッド3を遠ざけることができる。これにより、セラミック体1の端面で短絡が生じるおそれを低減できる。その結果、ヒータ100の長期信頼性を高めることができる。12, the electrode pad 3 may be tapered toward the center of the second portion 12 when viewed from the first end 101 side of the ceramic body 1. This allows the two electrode pads 3 provided on the end faces of the ceramic body 1 to be spaced apart. This reduces the risk of a short circuit occurring at the end faces of the ceramic body 1. As a result, the long-term reliability of the heater 100 can be improved.

また、図13に示すように、セラミック体1の第1端101側から見たときに、2つの電極パッド3の外周の長さは、それぞれ異なっていてもよい。これにより、他の部品とヒータ100とを接合する際に、陽極と陰極とを区別することができる。これにより、ヒータ100を他の部材と正確に接続することができる。13, when viewed from the first end 101 side of the ceramic body 1, the outer periphery lengths of the two electrode pads 3 may be different. This makes it possible to distinguish the anode and the cathode when joining the heater 100 to another component. This makes it possible to accurately connect the heater 100 to another member.

また、図13に示すように、セラミック体1の第1端101側から見たときに、2つの電極パッド3の内周の長さは、それぞれ異なっていてもよい。これにより、他の部品とヒータ100とを接合する際に、陽極と陰極とを区別することができる。これにより、ヒータ100を他の部材と正確に接続することができる。13, when viewed from the first end 101 side of the ceramic body 1, the inner periphery lengths of the two electrode pads 3 may be different. This makes it possible to distinguish the anode and the cathode when joining the heater 100 to another component. This makes it possible to accurately connect the heater 100 to another member.

特に、陰極の電極パッド3の外周を陽極よりも長くすることや、内周の長さを長くすることで、陰極の電極パッド3に取り付けるリード端子4の径や数を陽極よりも陰極の方を大きくすることが出来るので、陰極のリード端子4をグランドに接地しながら、ヒータ100を固定することにも用いることができる。In particular, by making the outer circumference of the cathode electrode pad 3 longer than that of the anode, and by lengthening the inner circumference, the diameter and number of the lead terminals 4 attached to the cathode electrode pad 3 can be made larger for the cathode than for the anode, so that the cathode lead terminals 4 can be grounded and used to fix the heater 100.

1:セラミック体
101:第1端
102:第2端
11:第1部
111:第1側面
112:第1端面
12:第2部
121:第2側面
122:第2端面
2:発熱抵抗体
3:電極パッド
4:リード端子
5:接合材
100:ヒータ
1: Ceramic body 101: First end 102: Second end 11: First portion 111: First side surface 112: First end surface 12: Second portion 121: Second side surface 122: Second end surface 2: Heating resistor 3: Electrode pad 4: Lead terminal 5: Bonding material 100: Heater

Claims (10)

第1端から第2端に向かって延びる円柱状または筒状のセラミック体と、
該セラミック体の内部に位置する発熱抵抗体と、
前記発熱抵抗体に電気的に接続されている電極パッドと、
該電極パッドに電気的に接続されているリード端子と、
前記電極パッドと前記リード端子とを接合する導電性の接合材と
を備え、
前記電極パッドは、前記セラミック体の側面から端面にかけて位置しており、
前記セラミック体は、該セラミック体の外周を含む第1部と、該第1部に続いて中心軸の近くに位置する第2部とを有しており、
前記第1部は、前記外周を含む第1側面と、該第1側面に続く第1端面とを有し、
前記第2部は、前記第1端面に続いて前記第2端に向かって延びる第2側面と、該第2側面に続く第2端面とを有している、ヒータ。
a cylindrical or tubular ceramic body extending from a first end to a second end;
a heating resistor located inside the ceramic body;
an electrode pad electrically connected to the heating resistor;
a lead terminal electrically connected to the electrode pad;
a conductive bonding material that bonds the electrode pad and the lead terminal,
The electrode pad is located from a side surface to an end surface of the ceramic body ,
the ceramic body has a first portion including an outer periphery of the ceramic body and a second portion adjacent to the first portion and located near a central axis;
The first portion has a first side surface including the outer periphery and a first end surface continuing from the first side surface,
The second portion has a second side surface extending from the first end surface toward the second end, and a second end surface continuing from the second side surface .
前記電極パッドは、前記第1側面から前記第1端面にかけて位置している、請求項に記載のヒータ。 The heater according to claim 1 , wherein the electrode pad is located from the first side surface to the first end surface. 前記電極パッドは、前記第1端面から前記第2側面にかけて位置している、請求項に記載のヒータ。 The heater according to claim 2 , wherein the electrode pad is located from the first end surface to the second side surface. 前記電極パッドは、前記第1側面から前記第2端面にかけて位置している、請求項に記載のヒータ。 The heater according to claim 3 , wherein the electrode pad is located from the first side surface to the second end surface. 前記発熱抵抗体は、前記第1部と前記第2部との間に位置し、端部が前記第1端面から突出しており、
前記端部と前記電極パッドとが接合されている、請求項に記載のヒータ。
the heating resistor is located between the first portion and the second portion, and an end portion of the heating resistor protrudes from the first end surface,
The heater according to claim 1 , wherein the end and the electrode pad are joined.
前記接合材は、前記第1端面から前記第2側面にかけてメニスカス状に位置している、請求項に記載のヒータ。 The heater according to claim 1 , wherein the bonding material is positioned in a meniscus shape from the first end surface to the second side surface. 前記接合材は、前記第1端面から前記リード端子にかけてメニスカス状に位置しており、前記第2側面と前記リード端子との間に空間を有する、請求項に記載のヒータ。 The heater according to claim 1 , wherein the bonding material is positioned in a meniscus shape from the first end surface to the lead terminal, and a space is defined between the second side surface and the lead terminal. 前記接合材は、前記第2側面と前記リード端子との間を満たして位置している、請求項に記載のヒータ。 The heater according to claim 1 , wherein the bonding material is located so as to fill a space between the second side surface and the lead terminal. 前記リード端子は、前記電極パッドに電気的に接合されている部分と前記セラミック体の長さ方向に伸びている部分とをつなぐ部分において湾曲している、請求項1に記載のヒータ。 The heater according to claim 1, wherein the lead terminal is curved at a portion connecting the portion electrically connected to the electrode pad and the portion extending in the longitudinal direction of the ceramic body. 前記接合材は、前記第1側面に沿っているとともに前記第2側面にわたっており、
前記接合材と前記第1端面との間に隙間を有する、請求項に記載のヒータ。
the bonding material extends along the first side surface and across the second side surface,
The heater according to claim 1 , further comprising a gap between the bonding material and the first end surface.
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