セラミックヒータ
【課題】耐久性に優れたセラミックヒータを提供すること。
【解決手段】セラミック製のヒータ基材１１の内部に発熱体を内蔵してなるセラミックヒータ１。セラミックヒータ１は、発熱体に接続されると共にヒータ基材１１の外表面に配設された外部端子１２と、外部端子１２の表面に配設されたコバールからなる接合層２と、接合層２に溶接されたリード線３とを有する。接合層２とリード線３との溶接部４の周囲において接合層２とリード線３との間に形成される微小隙間１３には、埋設用ろう材５１が充填されている。接合層２は被覆用ろう材５２によって被覆されている。
【解決手段】セラミック製のヒータ基材１１の内部に発熱体を内蔵してなるセラミックヒータ１。セラミックヒータ１は、発熱体に接続されると共にヒータ基材１１の外表面に配設された外部端子１２と、外部端子１２の表面に配設されたコバールからなる接合層２と、接合層２に溶接されたリード線３とを有する。接合層２とリード線３との溶接部４の周囲において接合層２とリード線３との間に形成される微小隙間１３には、埋設用ろう材５１が充填されている。接合層２は被覆用ろう材５２によって被覆されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサ等に内蔵されるセラミックヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、排ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサには、ガスセンサ素子を加熱するためのセラミックヒータが内蔵されている。
該セラミックヒータは、セラミック製のヒータ基材の内部に発熱体を内蔵してなり、上記発熱体に接続された外部端子が上記ヒータ基材の外表面に配設され、上記外部端子にリード線が接続されている（図４、特許文献１参照）。
【０００３】
また、図９に示すごとく、ヒータ基材９１とリード線９３との間に生ずる熱応力を緩和すべく、外部端子９１２の表面に、ヒータ基材９１との熱膨張差が小さいコバールからなる接合層９２を配設したセラミックヒータ１がある。上記接合層９２は、リード線９３を溶接した上で、ヒータ基材９１の外部端子９１２に接続されている。即ち、リード線９３は、接合層９２を介して外部端子９１２に接続されている。
【０００４】
上記セラミックヒータ９を内蔵するガスセンサにおいては、リード線９３の接合部の腐食等を防ぐべく、セラミックヒータ９に排ガスが接触することを防止するような構造を有している。
しかしながら、近年、排ガス規制の強化により、排ガス温度が上昇している。そのため、セラミックヒータ９側への排ガス侵入を防ぐシール材に熱負荷がかかり、気密性が低下するおそれがある。
【０００５】
これにより、排ガス中の腐食物質（窒素酸化物等）がセラミックヒータ９の外部端子９１２とリード線９３との接合部に達するおそれがある。また、上記セラミックヒータ９の外部端子９１２とリード線９３との接合部には、排ガス中の水蒸気が付着したり、停車時に結露するおそれもある。
この接合部に付着した水分に上記腐食物質が溶出することにより、強酸性溶液が生成され、接合部の腐食の原因となる。
【０００６】
そして、リード線９３は、上述のごとく外部端子９１２に配設された接合層９２に対して溶接されているが、その溶接部９４の周囲には、接合層９２とリード線９３との間に微小隙間９１３が形成される。この微小隙間９１３には、特に上記強酸性溶液が溜まりやすく、微小隙間９１３から溶接部９４や接合層９２へと腐食が進行するおそれがある。そして、場合によっては断線するおそれもある。
このように、従来のセラミックヒータ９においては、その耐久性を充分に確保することが困難となるおそれがある。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２９２６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、耐久性に優れたセラミックヒータを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、セラミック製のヒータ基材の内部に発熱体を内蔵してなるセラミックヒータであって、
該セラミックヒータは、上記発熱体に接続されると共に上記ヒータ基材の外表面に配設された外部端子と、該外部端子の表面に配設されたコバールからなる接合層と、該接合層に溶接されたリード線とを有し、
上記接合層と上記リード線との溶接部の周囲において上記接合層と上記リード線との間に形成される微小隙間には、埋設用ろう材が充填されており、
上記接合層は被覆用ろう材によって被覆されていることを特徴とするセラミックヒータにある（請求項１）。
【００１０】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記セラミックヒータにおいては、接合層とリード線との間に形成される微小隙間に、上記埋設用ろう材が充填されている。そのため、排ガス中の腐食物質や結露水等が上記微小隙間に侵入し、滞留することを防ぐことができる。
これにより、上記微小隙間から接合層や溶接部への腐食の進行を防ぐことができる。
【００１１】
即ち、接合層に対して溶接によってリード線を接合した構造においては、溶接部の周囲に上記微小隙間が形成され、該微小隙間には腐食物質や水分が溜まりやすい。このような構造において、微小隙間を上記埋設用ろう材によって充填することにより、微小隙間を起点とする溶接部や接合層の腐食を効果的に防ぐことができる。
【００１２】
また、上記接合層は被覆用ろう材によって被覆されているため、上記腐食物質や結露水等が接合層に接触することを防ぐことができる。これにより、接合層の腐食を防ぐことができる。
このようにして、接合層及び溶接部の腐食を防ぎ、耐久性に優れたセラミックヒータを得ることができる。
【００１３】
以上のごとく、本発明によれば、耐久性に優れたセラミックヒータを提供することができる。
【００１４】
第２の発明は、セラミック製のヒータ基材の内部に発熱体を内蔵してなるセラミックヒータであって、
該セラミックヒータは、上記発熱体に接続されると共に上記ヒータ基材の外表面に配設された外部端子と、該外部端子の表面に配設されたコバールからなる接合層と、該接合層に溶接されたリード線とを有し、
上記接合層と上記リード線との溶接部の周囲であって、上記接合層と上記リード線との間に形成される微小隙間には、埋設用ろう材が充填されており、
上記接合層は、被覆用めっきによって被覆されていることを特徴とするセラミックヒータにある（請求項４）。
【００１５】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記セラミックヒータにおいても、上記第１の発明（請求項１）のセラミックヒータと同様に、上記微小隙間に上記埋設用ろう材が充填されているため、排ガス中の腐食物質や結露水等が上記微小隙間に侵入し、滞留することを防ぐことができる。
これにより、上記微小隙間から接合層や溶接部への腐食の進行を防ぐことができる。
【００１６】
また、上記接合層は被覆用めっきによって被覆されているため、上記腐食物質や結露水等の接触を防ぎ、接合層の腐食を防ぐことができる。
このようにして、接合層及び溶接部の腐食を防ぎ、耐久性に優れたセラミックヒータを得ることができる。
【００１７】
以上のごとく、本発明によれば、耐久性に優れたセラミックヒータを提供することができる。
【００１８】
第３の発明は、セラミック製のヒータ基材の内部に発熱体を内蔵してなるセラミックヒータであって、
該セラミックヒータは、上記発熱体に接続されると共に上記ヒータ基材の外表面に配設された外部端子と、該外部端子の表面に配設されたコバールからなる接合層と、該接合層に溶接されたリード線とを有し、
上記接合層と上記リード線との溶接部の周囲であって、すくなくとも上記接合層と上記リード線との間に形成される微小隙間は、被覆用めっきによって被覆されていることを特徴とするセラミックヒータにある（請求項９）。
【００１９】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記セラミックヒータにおいても、上記第１、第２の発明のセラミックヒータと同様に、上記微小隙間に埋設用めっきが充填されているため、排ガス中の腐食物質や結露水等が上記微小隙間に侵入し、滞留することを防ぐことができる。
これにより、上記微小隙間から接合層や溶接部への腐食の進行を防ぐことができる。
【００２０】
また、上記接合層は被覆用めっきによって被覆されているため、上記腐食物質や結露水等の接触を防ぎ、接合層の腐食を防ぐことができる。
このようにして、接合層及び溶接部の腐食を防ぎ、耐久性に優れたセラミックヒータを得ることができる。
【００２１】
以上のごとく、本発明によれば、耐久性に優れたセラミックヒータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
上記第１の発明（請求項１）において、上記被覆用ろう材は、上記接合層と接続された上記リード線をも覆っていることが好ましい。この場合には、接合層との接続部において、リード線の耐久性を向上させることができる。
また、上記第２の発明（請求項４）において、上記被覆用めっきは、上記接合層と接続された上記リード線をも覆っていることが好ましい。この場合には、接合層との接続部において、リード線の耐久性を向上させることができる。また、めっきの形成を容易に行うことができる。
【００２３】
また、上記ヒータ基材は、例えば、窒化珪素（Si3O4）又はアルミナ（Al2O3）を主成分とするセラミック体からなることが好ましい。また、上記リード線は、例えば、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｒ等からなることが好ましい。
【００２４】
また、上記第１の発明（請求項１）において、上記埋設用ろう材及び上記被覆用ろう材は、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｕ−Ｃｕ、又はＡｕ−Ｎｉからなることが好ましい（請求項２）。
この場合には、接合層及びリード線に対する濡れ性に優れると共に、耐熱性、耐食性に優れた埋設用ろう材及び被覆用ろう材とすることができる。その結果、より接合層及び溶接部の耐久性を向上させることができる。
【００２５】
また、上記被覆用ろう材は、０．００５〜０．０２５ｍｍの厚みを有することが好ましい（請求項３）。
この場合には、接合層の腐食を確実に防止すると共に、接合層とヒータ基材との間の熱応力の上昇を防ぐことができる。
上記被覆用ろう材の厚みが０．００５ｍｍ未満の場合には、接合層の腐食を充分に防ぐことが困難となるおそれがある。一方、上記被覆用ろう材の厚みが０．０２５ｍｍを超える場合には、接合層に形成した被覆用ろう材とヒータ基材との間の熱膨張差に起因して、熱応力が生じるおそれがある。
【００２６】
また、上記第２の発明（請求項４）において、上記埋設用ろう材は、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｕ−Ｃｕ、又はＡｕ−Ｎｉからなることが好ましい（請求項５）。
この場合には、接合層及びリード線との濡れ性に優れると共に、耐熱性、耐食性に優れた埋設用ろう材とすることができる。その結果、より接合層及び溶接部の耐久性を向上させることができる。
【００２７】
また、上記被覆用めっきは、上記リード線を構成する金属材料と同等もしくはこれよりも卑である金属材料からなることが好ましい（請求項６）。
この場合には、上記リード線よりも優先して上記被覆用めっきが腐食することとなるため、リード線の腐食を効果的に防止することができる。また、めっき方法としては、電解めっき法、無電解めっき法のいずれのでもよい。
なお、ここで「同等」とは腐食電位が同等であることを意味し、「卑」とは腐食電位が低いことを意味する。
【００２８】
また、上記被覆用めっきは、０．００５〜０．０２５ｍｍの厚みを有することが好ましい（請求項７）。
この場合には、接合層の腐食を確実に防止すると共に、接合層とヒータ基材との間の熱応力の上昇を防ぐことができる。
上記被覆用めっきの厚みが０．００５ｍｍ未満の場合には、接合層の腐食を充分に防ぐことが困難となるおそれがある。一方、上記被覆用めっきの厚みが０．０２５ｍｍを超える場合には、接合層に形成した被覆用ろう材とヒータ基材との間の熱膨張差に起因して、熱応力が生じるおそれがある。
【００２９】
また、上記埋設用ろう材は、その最大厚みが０．００５〜０．０５ｍｍであることが好ましい（請求項８）。
この場合には、上記微小隙間を起点とする接合層及び溶接部の腐食を確実に防ぐと共に、応力の発生を防ぐことができる。
上記最大厚みが０．００５ｍｍ未満の場合には、上記微小隙間を起点とする接合層及び溶接部の腐食を確実に防ぐことが困難となるおそれがある。一方、上記最大厚みが０．０５ｍｍを超える場合には、埋設用ろう材とヒータ基材との間の熱膨張差に起因して、熱応力が生じるおそれがある。
【００３０】
次に、上記第３の発明（請求項９）において、上記被覆用めっきは、上記接合層と接続された上記リード線をも覆っていることが好ましい。この場合には、接合層との接続部において、リード線の耐久性を向上させることができる。
また、上記埋設用めっき及び被覆用めっきは、電解めっき法、無電解めっき法のいずれによって形成してもよい。
【００３１】
また、上記埋設用めっき及び上記被覆用めっきは、Ａｕ、Ｎｉ又はＡｕ−Ｎｉからなることが好ましい（請求項１０）。
この場合には、接合層とリード線との微少隙間を覆いうる厚さと共に、耐熱性、耐食性を充分に確保することができる。。その結果、より接合層及び溶接部の耐久性を向上させることができる。
【００３２】
また、上記被覆用めっきは、０.００５〜０．０２５ｍｍの厚みを有することが好ましい（請求項１１）。
この場合には、接合層の腐食を確実に防止すると共に、接合層とヒータ基材との間の熱応力の上昇を防ぐことができる。
上記被覆用めっきの厚みが０．００５ｍｍ未満の場合には、接合層の腐食を充分に防ぐことが困難となるおそれがある。一方、上記被覆用めっきの厚みが０．０２５ｍｍを超える場合には、接合層に形成した被覆用ろう材とヒータ基材との間の熱膨張差に起因して、熱応力が生じるおそれがある。
【００３３】
また、上記埋設用めっきは、その最大厚みが０．００５〜０．０５ｍｍであることが好ましい（請求項１２）。
この場合には、上記微小隙間を起点とする接合層及び溶接部の腐食を確実に防ぐと共に、応力の発生を防ぐことができる。
上記最大厚みが０．００５ｍｍ未満の場合には、上記微小隙間を起点とする接合層及び溶接部の腐食を確実に防ぐことが困難となるおそれがある。一方、上記最大厚みが０．０５ｍｍを超える場合には、埋設用めっきとヒータ基材との間の熱膨張差に起因して、熱応力が生じるおそれがある。
【００３４】
また、上記被覆用めっきの上には、厚みが０．０００１〜０．００３ｍｍのＣｒめっきを更に施してあることが好ましい（請求項１３）。
この場合には、耐熱性、耐食性を向上させ、接合層の腐食をより効果的に防止することができる。また、上記Ｃｒめっきは、リード線を構成する金属材料と同等もしくはこれよりも卑とすることができるため、リード線の腐食をより効果的に防止することができる。また、上記被覆用めっきとして、例えば、Ｎｉ又はＡｕ―Ｎｉ等を用いた場合には、これらの腐食を効果的に防ぐことができる。
なお、Ｃｒめっきの方法としては、電解めっき法、無電解めっき法のいずれでもよい。
【実施例】
【００３５】
（実施例１）
本発明の実施例にかかるセラミックヒータにつき、図１〜図５を用いて説明する。
本例のセラミックヒータ１は、セラミック製のヒータ基材１１の内部に発熱体を内蔵してなる。
セラミックヒータ１は、図１〜図４に示すごとく、上記発熱体に接続されると共に上記ヒータ基材１１の外表面に配設された外部端子１２と、該外部端子１２の表面に配設されたコバールからなる接合層２と、該接合層２に溶接されたリード線３とを有する。
接合層２とリード線３との溶接部４の周囲において接合層２とリード線３との間に形成される微小隙間１３には、埋設用ろう材５１が充填されている。
そして、図１、図２に示すごとく、上記接合層２は、被覆用ろう材５２によって被覆されている。なお、図３においては、被覆用ろう材５２を省略してある。
【００３６】
また、被覆用ろう材５２は、接合層２と接続されたリード線３をも覆っている。
埋設用ろう材５１及び被覆用ろう材５２は、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｕ−Ｃｕ、又はＡｕ−Ｎｉからなる。
埋設用ろう材５１と被覆用ろう材５２とは、特に区別される必要はなく、同一材料によって連続して形成することができる。
【００３７】
また、埋設用ろう材５１は、その最大厚みｄ１が０．００５〜０．０５ｍｍである。被覆用ろう材５２の厚みｄ２は０．００５〜０．０２５ｍｍである。
上記ヒータ基材１１は、窒化珪素（Si3O4）或いはアルミナ（Al2O3）を主成分とするセラミック体からなる。また、上記リード線３はＮｉ又はＮｉ−Ｃｒからなる。
【００３８】
本例のセラミックヒータ１は、排ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサに内蔵され、ガスセンサ素子を加熱するために用いられる。
セラミックヒータ１は、図１、図４に示すごとく、円柱形状のヒータ基材１１を有し、その一端に形成された一対の外部端子１２に設けた接合層２にリード線３が接続されている。
【００３９】
リード線３は、略クランク形状に屈曲形成された接合端部３１において、上記接合層２に接合されている。そして、図１〜図３に示すごとく、この接合端部３１の一部分を抵抗溶接することによって、リード線３と接合層２とが接合されている。そのため、溶接部４を取り囲むようにして、上記微小隙間１３が形成されている。即ち、溶接部４に対して、リード線３の軸方向の両脇、周方向の両脇の何れにも微小隙間１３が形成されている。
【００４０】
接合層２にリード線３を接合するに当っては、まず、図５に示すごとく、コバールからなる接合層２にリード線３を抵抗溶接によって接合する。その後、リード線３を溶接した上記接合層２を、ヒータ基材１１の外部端子１２にろう付け接続する。
このとき、溶接部４の周囲には、接合層２とリード線３との間に形成される微小隙間１３が存在している。
【００４１】
そこで、図１〜図３に示すごとく、該微小隙間１３に埋設用ろう材５１を充填する。その手段としては、球状もしくは棒状ろう材を、上記微小隙間１３の側方、即ちリード線３の両脇における接合層２の表面に配置する。この状態で、約１１００℃にて上記棒状ろう材をセラミックヒータ１ごと加熱する。これにより、棒状ろう材が溶融すると共に上記微小隙間１３の中へ拡散し、埋設用ろう材５１が微小隙間１３へ充填される。
【００４２】
更に、溶融したろう材は、接合層２の表面及び該接合層２に接続されたリード線３の接合端部３１の表面にも拡散して、図１、図２に示すごとく、被覆用ろう材５２がこれらを覆う。
そして、セラミックヒータ１を冷却して、ろう材（埋設用ろう材５１及び被覆用ろう材５２）を固着させる。
以上により、図１、図２に示すごとく、接合層２とリード線３との接合部分の形成が完了する。
【００４３】
なお、埋設用ろう材５１と被覆用ろう材５２とは、上記の一つのろう付け工程によって連続して形成され、材質的にも特に区別されるものではない。
また、接合層２及びリード線３を覆う被覆用ろう材５２の上から、更にめっきを施すことにより、リード線３の接合部の耐久性を一層向上させることもできる。
【００４４】
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記セラミックヒータ１においては、図１〜図３に示すごとく、接合層２とリード線３との間に形成される微小隙間１３に、上記埋設用ろう材５１が充填されている。そのため、排ガス中の腐食物質や結露水等が微小隙間１３に侵入し、滞留することを防ぐことができる。
これにより、微小隙間１３から接合層２や溶接部４への腐食の進行を防ぐことができる。
【００４５】
即ち、接合層２に対して溶接によってリード線３を接合した構造においては、溶接部４の周囲に微小隙間１３が形成され、該微小隙間１３には腐食物質や水分が溜まりやすい。このような構造において、微小隙間１３を上記埋設用ろう材５１によって充填することにより、微小隙間５１を起点とする溶接部４や接合層２の腐食を効果的に防ぐことができる。
【００４６】
また、上記接合層２は被覆用ろう材５２によって被覆されているため、上記腐食物質や結露水等が接合層２に接触することを防ぐことができる。これにより、接合層２の腐食を防ぐことができる。
このようにして、接合層２及び溶接部４の腐食を防ぎ、耐久性に優れたセラミックヒータ１を得ることができる。
【００４７】
また、埋設用ろう材５１及び被覆用ろう材５２は、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｕ−Ｃｕ、又はＡｕ−Ｎｉからなるため、接合層２及びリード線３に対する濡れ性に優れると共に、耐熱性、耐食性に優れた埋設用ろう材５１及び被覆用ろう材５２とすることができる。その結果、より接合層２及び溶接部４の耐久性を向上させることができる。
【００４８】
また、埋設用ろう材５１は、その最大厚みｄ１が０．００５〜０．０５ｍｍであるため、上記微小隙間１３を起点とする接合層２及び溶接部４の腐食を確実に防ぐと共に、応力の発生を防ぐことができる。
また、被覆用ろう材５２の厚みｄ２が０．００５〜０．０２５ｍｍであるため、接合層２の腐食を確実に防止すると共に、接合層２とヒータ基材１１との間の熱応力の上昇を防ぐことができる。
【００４９】
以上のごとく、本例によれば、耐久性に優れたセラミックヒータを提供することができる。
【００５０】
（実施例２）
本例は、図６、図７に示すごとく、接合層２とリード線３との間の微小隙間１３に埋設用ろう材５１を充填すると共に、接合層２を被覆用めっき５３によって被覆してなるセラミックヒータ１の例である。
図６に示すごとく、被覆用めっき５３は、接合層２と接続されたリード線３をも覆っている。
【００５１】
被覆用めっき５３は、リード線３を構成する金属材料と同等もしくはこれよりも卑である金属材料からなる。即ち、リード線３がＮｉからなる場合には、被覆用めっき５３は、例えば、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｎ等により構成することができる。リード線３がＮｉ−Ｃｒからなる場合には、被覆用めっき５３は、例えば、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｒ、Ｚｎ等により構成することができる。
また、被覆用めっき５３の厚みｄ３は、０．００５〜０．０２５ｍｍである。
【００５２】
上記埋設用ろう材５１を微小隙間１３に充填する方法としては、実施例１と同様の方法を採用することができる。ただし、実施例１に比べて、用いるろう材の量を少なくする必要があるため、加熱処理の前に微小隙間１３の脇に配置する球状もしくは棒状ろう材として、細いものを用いる。
【００５３】
これにより、図７に示すごとく、微小隙間１３にのみろう材（埋設用ろう材５１）を充填する。
その後、図６に示すごとく、接合層２とリード線３と埋設用ろう材５１とを覆うように、被覆用めっき５３を施す。めっき方法としては、電解めっき法、無電解めっき法の何れでもよく、併用してもよい。
その他は、実施例１と同様である。
【００５４】
本例の場合にも、耐久性に優れたセラミックヒータ１を提供することができる。
また、被覆用めっき５３の厚みｄ３が０．００５〜０．０２５ｍｍであるため、接合層２の腐食を確実に防止すると共に、接合層２とヒータ基材１１との間の熱応力の上昇を防ぐことができる。
【００５５】
また、被覆用めっき５３は、リード線３を構成する金属材料と同等もしくはこれよりも卑である金属材料からなる。これにより、リード線３よりも優先して被覆用めっき５３が腐食することとなるため、リード線３の腐食を効果的に防止することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５６】
（実施例３）
本例は、図８に示すごとく、接合層２とリード線３との間の微小隙間１３に埋設用めっき５５を充填すると共に、接合層２を被覆用めっき５３にて被覆してなるセラミックヒータ１の例である。
図８に示すごとく、被覆用めっき５３は、接合層２と接続されたリード線３をも覆っている。
また、埋設用めっき５５と被覆用めっき５３とは、特に区別される必要はなく、同一材料によって連続して形成することができる。即ち、接合層２及びリード線３の外周全体に対して厚膜のめっきを施すことにより、微小隙間１３を埋めると共に接合層２及びリード線３を被覆する。
【００５７】
埋設用めっき５５及び被覆用めっき５３は、リード線３を構成する金属材料と同等もしくは、これよりも卑であるめっき材が施されている。即ち、リード線３がＮｉからなる場合には、埋設用めっき５５及び被覆用めっき５３は、例えば、Ｎｉ、Ｚｎ等により構成することができる。リード線３がＮｉ−Ｃｒからなる場合には、被覆用めっき５３は、例えば、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｚｎ等により構成することができる。
埋設用めっき５５の最大厚みｄ５は０．００５〜０．０５ｍｍであり、被覆用めっき５３の厚みｄ３は、０．００５〜０．０２５ｍｍである。
【００５８】
更に、被覆用めっき５３の外周には、保護を狙いとしたＣｒめっき５４を施す。その厚みｄ４は、０．０００１〜０．００３ｍｍである。
なお、被覆用めっき５３がＡｕ材の場合には、耐熱性、耐食性に優れるため、特にＣｒめっきを施す必要はない。
上記埋設用めっき５５及び被覆用めっき５３は、電解めっき法または無電解めっき法のいずれによって施してもよいが、一回にて所定の厚さを施行するよりも複数回の施行にて形成することが望ましい。
その他は、実施例１と同様である。
【００５９】
本例の場合にも、耐久性に優れたセラミックヒータ１を提供することができる。
また、埋設用めっき５５及び被覆用めっき５３は、Ａｕ、Ｎｉ又はＡｕ−Ｎｉからなるため、微少隙間１３を覆いうる厚さと共に、耐熱性、耐食性を充分に確保することができる。その結果、より接合層２及び溶接部４の耐久性を向上させることができる。
【００６０】
また、被覆用めっき５３の厚みｄ３が０.００５〜０．０２５ｍｍであるため、接合層２の腐食を確実に防止すると共に、接合層２とヒータ基材１１との間の熱応力の上昇を防ぐことができる。
また、埋設用めっき５５の最大厚みｄ５が０．００５〜０．０５ｍｍであるため、微小隙間１３を起点とする接合層２及び溶接部４の腐食を確実に防ぐと共に、応力の発生を防ぐことができる。
【００６１】
また、被覆用めっき５３の上には、厚みｄ４が０．０００３〜０．００３ｍｍのＣｒめっき５４を更に施してある。そのため、耐熱性、耐食性を向上させ、接合層２の腐食をより効果的に防止することができる。また、上記Ｃｒめっき５４は、リード線３を構成する金属材料（Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｒ等）と同等もしくはこれよりも卑とすることができるため、リード線３の腐食をより効果的に防止することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００６２】
上記実施例においては、円柱形状のセラミックヒータについて説明したが、本発明は、積層型ガスセンサ等に積層する板状のセラミックヒータにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施例１における、セラミックヒータの接合層とリード線との接合部付近の径方向断面図。
【図２】実施例１における、セラミックヒータの接合層とリード線との接合部付近の軸方向断面図。
【図３】実施例１における、セラミックヒータの接合層とリード線との接合部付近の平面図。
【図４】実施例１における、セラミックヒータの正面図。
【図５】実施例１における、埋設用ろう材を充填する前の微小隙間付近の径方向断面図。
【図６】実施例２における、セラミックヒータの接合層とリード線との接合部付近の径方向断面図。
【図７】実施例２における、埋設用ろう材を充填した後の微小隙間付近の径方向断面図。
【図８】実施例３における、セラミックヒータの接合層とリード線との接合部付近の径方向断面図。
【図９】従来例における、セラミックヒータの接合層とリード線との接合部付近の径方向断面図。
【符号の説明】
【００６４】
１ セラミックヒータ
１１ ヒータ基材
１２ 外部端子
１３ 微小隙間
２ 接合層
３ リード線
４ 溶接部
５１ 埋設用ろう材
５２ 被覆用ろう材
５３ 被覆用めっき
５４ Ｃｒめっき
５５ 埋設用めっき
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサ等に内蔵されるセラミックヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、排ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサには、ガスセンサ素子を加熱するためのセラミックヒータが内蔵されている。
該セラミックヒータは、セラミック製のヒータ基材の内部に発熱体を内蔵してなり、上記発熱体に接続された外部端子が上記ヒータ基材の外表面に配設され、上記外部端子にリード線が接続されている（図４、特許文献１参照）。
【０００３】
また、図９に示すごとく、ヒータ基材９１とリード線９３との間に生ずる熱応力を緩和すべく、外部端子９１２の表面に、ヒータ基材９１との熱膨張差が小さいコバールからなる接合層９２を配設したセラミックヒータ１がある。上記接合層９２は、リード線９３を溶接した上で、ヒータ基材９１の外部端子９１２に接続されている。即ち、リード線９３は、接合層９２を介して外部端子９１２に接続されている。
【０００４】
上記セラミックヒータ９を内蔵するガスセンサにおいては、リード線９３の接合部の腐食等を防ぐべく、セラミックヒータ９に排ガスが接触することを防止するような構造を有している。
しかしながら、近年、排ガス規制の強化により、排ガス温度が上昇している。そのため、セラミックヒータ９側への排ガス侵入を防ぐシール材に熱負荷がかかり、気密性が低下するおそれがある。
【０００５】
これにより、排ガス中の腐食物質（窒素酸化物等）がセラミックヒータ９の外部端子９１２とリード線９３との接合部に達するおそれがある。また、上記セラミックヒータ９の外部端子９１２とリード線９３との接合部には、排ガス中の水蒸気が付着したり、停車時に結露するおそれもある。
この接合部に付着した水分に上記腐食物質が溶出することにより、強酸性溶液が生成され、接合部の腐食の原因となる。
【０００６】
そして、リード線９３は、上述のごとく外部端子９１２に配設された接合層９２に対して溶接されているが、その溶接部９４の周囲には、接合層９２とリード線９３との間に微小隙間９１３が形成される。この微小隙間９１３には、特に上記強酸性溶液が溜まりやすく、微小隙間９１３から溶接部９４や接合層９２へと腐食が進行するおそれがある。そして、場合によっては断線するおそれもある。
このように、従来のセラミックヒータ９においては、その耐久性を充分に確保することが困難となるおそれがある。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２９２６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、耐久性に優れたセラミックヒータを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、セラミック製のヒータ基材の内部に発熱体を内蔵してなるセラミックヒータであって、
該セラミックヒータは、上記発熱体に接続されると共に上記ヒータ基材の外表面に配設された外部端子と、該外部端子の表面に配設されたコバールからなる接合層と、該接合層に溶接されたリード線とを有し、
上記接合層と上記リード線との溶接部の周囲において上記接合層と上記リード線との間に形成される微小隙間には、埋設用ろう材が充填されており、
上記接合層は被覆用ろう材によって被覆されていることを特徴とするセラミックヒータにある（請求項１）。
【００１０】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記セラミックヒータにおいては、接合層とリード線との間に形成される微小隙間に、上記埋設用ろう材が充填されている。そのため、排ガス中の腐食物質や結露水等が上記微小隙間に侵入し、滞留することを防ぐことができる。
これにより、上記微小隙間から接合層や溶接部への腐食の進行を防ぐことができる。
【００１１】
即ち、接合層に対して溶接によってリード線を接合した構造においては、溶接部の周囲に上記微小隙間が形成され、該微小隙間には腐食物質や水分が溜まりやすい。このような構造において、微小隙間を上記埋設用ろう材によって充填することにより、微小隙間を起点とする溶接部や接合層の腐食を効果的に防ぐことができる。
【００１２】
また、上記接合層は被覆用ろう材によって被覆されているため、上記腐食物質や結露水等が接合層に接触することを防ぐことができる。これにより、接合層の腐食を防ぐことができる。
このようにして、接合層及び溶接部の腐食を防ぎ、耐久性に優れたセラミックヒータを得ることができる。
【００１３】
以上のごとく、本発明によれば、耐久性に優れたセラミックヒータを提供することができる。
【００１４】
第２の発明は、セラミック製のヒータ基材の内部に発熱体を内蔵してなるセラミックヒータであって、
該セラミックヒータは、上記発熱体に接続されると共に上記ヒータ基材の外表面に配設された外部端子と、該外部端子の表面に配設されたコバールからなる接合層と、該接合層に溶接されたリード線とを有し、
上記接合層と上記リード線との溶接部の周囲であって、上記接合層と上記リード線との間に形成される微小隙間には、埋設用ろう材が充填されており、
上記接合層は、被覆用めっきによって被覆されていることを特徴とするセラミックヒータにある（請求項４）。
【００１５】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記セラミックヒータにおいても、上記第１の発明（請求項１）のセラミックヒータと同様に、上記微小隙間に上記埋設用ろう材が充填されているため、排ガス中の腐食物質や結露水等が上記微小隙間に侵入し、滞留することを防ぐことができる。
これにより、上記微小隙間から接合層や溶接部への腐食の進行を防ぐことができる。
【００１６】
また、上記接合層は被覆用めっきによって被覆されているため、上記腐食物質や結露水等の接触を防ぎ、接合層の腐食を防ぐことができる。
このようにして、接合層及び溶接部の腐食を防ぎ、耐久性に優れたセラミックヒータを得ることができる。
【００１７】
以上のごとく、本発明によれば、耐久性に優れたセラミックヒータを提供することができる。
【００１８】
第３の発明は、セラミック製のヒータ基材の内部に発熱体を内蔵してなるセラミックヒータであって、
該セラミックヒータは、上記発熱体に接続されると共に上記ヒータ基材の外表面に配設された外部端子と、該外部端子の表面に配設されたコバールからなる接合層と、該接合層に溶接されたリード線とを有し、
上記接合層と上記リード線との溶接部の周囲であって、すくなくとも上記接合層と上記リード線との間に形成される微小隙間は、被覆用めっきによって被覆されていることを特徴とするセラミックヒータにある（請求項９）。
【００１９】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記セラミックヒータにおいても、上記第１、第２の発明のセラミックヒータと同様に、上記微小隙間に埋設用めっきが充填されているため、排ガス中の腐食物質や結露水等が上記微小隙間に侵入し、滞留することを防ぐことができる。
これにより、上記微小隙間から接合層や溶接部への腐食の進行を防ぐことができる。
【００２０】
また、上記接合層は被覆用めっきによって被覆されているため、上記腐食物質や結露水等の接触を防ぎ、接合層の腐食を防ぐことができる。
このようにして、接合層及び溶接部の腐食を防ぎ、耐久性に優れたセラミックヒータを得ることができる。
【００２１】
以上のごとく、本発明によれば、耐久性に優れたセラミックヒータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
上記第１の発明（請求項１）において、上記被覆用ろう材は、上記接合層と接続された上記リード線をも覆っていることが好ましい。この場合には、接合層との接続部において、リード線の耐久性を向上させることができる。
また、上記第２の発明（請求項４）において、上記被覆用めっきは、上記接合層と接続された上記リード線をも覆っていることが好ましい。この場合には、接合層との接続部において、リード線の耐久性を向上させることができる。また、めっきの形成を容易に行うことができる。
【００２３】
また、上記ヒータ基材は、例えば、窒化珪素（Si3O4）又はアルミナ（Al2O3）を主成分とするセラミック体からなることが好ましい。また、上記リード線は、例えば、Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｒ等からなることが好ましい。
【００２４】
また、上記第１の発明（請求項１）において、上記埋設用ろう材及び上記被覆用ろう材は、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｕ−Ｃｕ、又はＡｕ−Ｎｉからなることが好ましい（請求項２）。
この場合には、接合層及びリード線に対する濡れ性に優れると共に、耐熱性、耐食性に優れた埋設用ろう材及び被覆用ろう材とすることができる。その結果、より接合層及び溶接部の耐久性を向上させることができる。
【００２５】
また、上記被覆用ろう材は、０．００５〜０．０２５ｍｍの厚みを有することが好ましい（請求項３）。
この場合には、接合層の腐食を確実に防止すると共に、接合層とヒータ基材との間の熱応力の上昇を防ぐことができる。
上記被覆用ろう材の厚みが０．００５ｍｍ未満の場合には、接合層の腐食を充分に防ぐことが困難となるおそれがある。一方、上記被覆用ろう材の厚みが０．０２５ｍｍを超える場合には、接合層に形成した被覆用ろう材とヒータ基材との間の熱膨張差に起因して、熱応力が生じるおそれがある。
【００２６】
また、上記第２の発明（請求項４）において、上記埋設用ろう材は、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｕ−Ｃｕ、又はＡｕ−Ｎｉからなることが好ましい（請求項５）。
この場合には、接合層及びリード線との濡れ性に優れると共に、耐熱性、耐食性に優れた埋設用ろう材とすることができる。その結果、より接合層及び溶接部の耐久性を向上させることができる。
【００２７】
また、上記被覆用めっきは、上記リード線を構成する金属材料と同等もしくはこれよりも卑である金属材料からなることが好ましい（請求項６）。
この場合には、上記リード線よりも優先して上記被覆用めっきが腐食することとなるため、リード線の腐食を効果的に防止することができる。また、めっき方法としては、電解めっき法、無電解めっき法のいずれのでもよい。
なお、ここで「同等」とは腐食電位が同等であることを意味し、「卑」とは腐食電位が低いことを意味する。
【００２８】
また、上記被覆用めっきは、０．００５〜０．０２５ｍｍの厚みを有することが好ましい（請求項７）。
この場合には、接合層の腐食を確実に防止すると共に、接合層とヒータ基材との間の熱応力の上昇を防ぐことができる。
上記被覆用めっきの厚みが０．００５ｍｍ未満の場合には、接合層の腐食を充分に防ぐことが困難となるおそれがある。一方、上記被覆用めっきの厚みが０．０２５ｍｍを超える場合には、接合層に形成した被覆用ろう材とヒータ基材との間の熱膨張差に起因して、熱応力が生じるおそれがある。
【００２９】
また、上記埋設用ろう材は、その最大厚みが０．００５〜０．０５ｍｍであることが好ましい（請求項８）。
この場合には、上記微小隙間を起点とする接合層及び溶接部の腐食を確実に防ぐと共に、応力の発生を防ぐことができる。
上記最大厚みが０．００５ｍｍ未満の場合には、上記微小隙間を起点とする接合層及び溶接部の腐食を確実に防ぐことが困難となるおそれがある。一方、上記最大厚みが０．０５ｍｍを超える場合には、埋設用ろう材とヒータ基材との間の熱膨張差に起因して、熱応力が生じるおそれがある。
【００３０】
次に、上記第３の発明（請求項９）において、上記被覆用めっきは、上記接合層と接続された上記リード線をも覆っていることが好ましい。この場合には、接合層との接続部において、リード線の耐久性を向上させることができる。
また、上記埋設用めっき及び被覆用めっきは、電解めっき法、無電解めっき法のいずれによって形成してもよい。
【００３１】
また、上記埋設用めっき及び上記被覆用めっきは、Ａｕ、Ｎｉ又はＡｕ−Ｎｉからなることが好ましい（請求項１０）。
この場合には、接合層とリード線との微少隙間を覆いうる厚さと共に、耐熱性、耐食性を充分に確保することができる。。その結果、より接合層及び溶接部の耐久性を向上させることができる。
【００３２】
また、上記被覆用めっきは、０.００５〜０．０２５ｍｍの厚みを有することが好ましい（請求項１１）。
この場合には、接合層の腐食を確実に防止すると共に、接合層とヒータ基材との間の熱応力の上昇を防ぐことができる。
上記被覆用めっきの厚みが０．００５ｍｍ未満の場合には、接合層の腐食を充分に防ぐことが困難となるおそれがある。一方、上記被覆用めっきの厚みが０．０２５ｍｍを超える場合には、接合層に形成した被覆用ろう材とヒータ基材との間の熱膨張差に起因して、熱応力が生じるおそれがある。
【００３３】
また、上記埋設用めっきは、その最大厚みが０．００５〜０．０５ｍｍであることが好ましい（請求項１２）。
この場合には、上記微小隙間を起点とする接合層及び溶接部の腐食を確実に防ぐと共に、応力の発生を防ぐことができる。
上記最大厚みが０．００５ｍｍ未満の場合には、上記微小隙間を起点とする接合層及び溶接部の腐食を確実に防ぐことが困難となるおそれがある。一方、上記最大厚みが０．０５ｍｍを超える場合には、埋設用めっきとヒータ基材との間の熱膨張差に起因して、熱応力が生じるおそれがある。
【００３４】
また、上記被覆用めっきの上には、厚みが０．０００１〜０．００３ｍｍのＣｒめっきを更に施してあることが好ましい（請求項１３）。
この場合には、耐熱性、耐食性を向上させ、接合層の腐食をより効果的に防止することができる。また、上記Ｃｒめっきは、リード線を構成する金属材料と同等もしくはこれよりも卑とすることができるため、リード線の腐食をより効果的に防止することができる。また、上記被覆用めっきとして、例えば、Ｎｉ又はＡｕ―Ｎｉ等を用いた場合には、これらの腐食を効果的に防ぐことができる。
なお、Ｃｒめっきの方法としては、電解めっき法、無電解めっき法のいずれでもよい。
【実施例】
【００３５】
（実施例１）
本発明の実施例にかかるセラミックヒータにつき、図１〜図５を用いて説明する。
本例のセラミックヒータ１は、セラミック製のヒータ基材１１の内部に発熱体を内蔵してなる。
セラミックヒータ１は、図１〜図４に示すごとく、上記発熱体に接続されると共に上記ヒータ基材１１の外表面に配設された外部端子１２と、該外部端子１２の表面に配設されたコバールからなる接合層２と、該接合層２に溶接されたリード線３とを有する。
接合層２とリード線３との溶接部４の周囲において接合層２とリード線３との間に形成される微小隙間１３には、埋設用ろう材５１が充填されている。
そして、図１、図２に示すごとく、上記接合層２は、被覆用ろう材５２によって被覆されている。なお、図３においては、被覆用ろう材５２を省略してある。
【００３６】
また、被覆用ろう材５２は、接合層２と接続されたリード線３をも覆っている。
埋設用ろう材５１及び被覆用ろう材５２は、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｕ−Ｃｕ、又はＡｕ−Ｎｉからなる。
埋設用ろう材５１と被覆用ろう材５２とは、特に区別される必要はなく、同一材料によって連続して形成することができる。
【００３７】
また、埋設用ろう材５１は、その最大厚みｄ１が０．００５〜０．０５ｍｍである。被覆用ろう材５２の厚みｄ２は０．００５〜０．０２５ｍｍである。
上記ヒータ基材１１は、窒化珪素（Si3O4）或いはアルミナ（Al2O3）を主成分とするセラミック体からなる。また、上記リード線３はＮｉ又はＮｉ−Ｃｒからなる。
【００３８】
本例のセラミックヒータ１は、排ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサに内蔵され、ガスセンサ素子を加熱するために用いられる。
セラミックヒータ１は、図１、図４に示すごとく、円柱形状のヒータ基材１１を有し、その一端に形成された一対の外部端子１２に設けた接合層２にリード線３が接続されている。
【００３９】
リード線３は、略クランク形状に屈曲形成された接合端部３１において、上記接合層２に接合されている。そして、図１〜図３に示すごとく、この接合端部３１の一部分を抵抗溶接することによって、リード線３と接合層２とが接合されている。そのため、溶接部４を取り囲むようにして、上記微小隙間１３が形成されている。即ち、溶接部４に対して、リード線３の軸方向の両脇、周方向の両脇の何れにも微小隙間１３が形成されている。
【００４０】
接合層２にリード線３を接合するに当っては、まず、図５に示すごとく、コバールからなる接合層２にリード線３を抵抗溶接によって接合する。その後、リード線３を溶接した上記接合層２を、ヒータ基材１１の外部端子１２にろう付け接続する。
このとき、溶接部４の周囲には、接合層２とリード線３との間に形成される微小隙間１３が存在している。
【００４１】
そこで、図１〜図３に示すごとく、該微小隙間１３に埋設用ろう材５１を充填する。その手段としては、球状もしくは棒状ろう材を、上記微小隙間１３の側方、即ちリード線３の両脇における接合層２の表面に配置する。この状態で、約１１００℃にて上記棒状ろう材をセラミックヒータ１ごと加熱する。これにより、棒状ろう材が溶融すると共に上記微小隙間１３の中へ拡散し、埋設用ろう材５１が微小隙間１３へ充填される。
【００４２】
更に、溶融したろう材は、接合層２の表面及び該接合層２に接続されたリード線３の接合端部３１の表面にも拡散して、図１、図２に示すごとく、被覆用ろう材５２がこれらを覆う。
そして、セラミックヒータ１を冷却して、ろう材（埋設用ろう材５１及び被覆用ろう材５２）を固着させる。
以上により、図１、図２に示すごとく、接合層２とリード線３との接合部分の形成が完了する。
【００４３】
なお、埋設用ろう材５１と被覆用ろう材５２とは、上記の一つのろう付け工程によって連続して形成され、材質的にも特に区別されるものではない。
また、接合層２及びリード線３を覆う被覆用ろう材５２の上から、更にめっきを施すことにより、リード線３の接合部の耐久性を一層向上させることもできる。
【００４４】
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記セラミックヒータ１においては、図１〜図３に示すごとく、接合層２とリード線３との間に形成される微小隙間１３に、上記埋設用ろう材５１が充填されている。そのため、排ガス中の腐食物質や結露水等が微小隙間１３に侵入し、滞留することを防ぐことができる。
これにより、微小隙間１３から接合層２や溶接部４への腐食の進行を防ぐことができる。
【００４５】
即ち、接合層２に対して溶接によってリード線３を接合した構造においては、溶接部４の周囲に微小隙間１３が形成され、該微小隙間１３には腐食物質や水分が溜まりやすい。このような構造において、微小隙間１３を上記埋設用ろう材５１によって充填することにより、微小隙間５１を起点とする溶接部４や接合層２の腐食を効果的に防ぐことができる。
【００４６】
また、上記接合層２は被覆用ろう材５２によって被覆されているため、上記腐食物質や結露水等が接合層２に接触することを防ぐことができる。これにより、接合層２の腐食を防ぐことができる。
このようにして、接合層２及び溶接部４の腐食を防ぎ、耐久性に優れたセラミックヒータ１を得ることができる。
【００４７】
また、埋設用ろう材５１及び被覆用ろう材５２は、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｕ−Ｃｕ、又はＡｕ−Ｎｉからなるため、接合層２及びリード線３に対する濡れ性に優れると共に、耐熱性、耐食性に優れた埋設用ろう材５１及び被覆用ろう材５２とすることができる。その結果、より接合層２及び溶接部４の耐久性を向上させることができる。
【００４８】
また、埋設用ろう材５１は、その最大厚みｄ１が０．００５〜０．０５ｍｍであるため、上記微小隙間１３を起点とする接合層２及び溶接部４の腐食を確実に防ぐと共に、応力の発生を防ぐことができる。
また、被覆用ろう材５２の厚みｄ２が０．００５〜０．０２５ｍｍであるため、接合層２の腐食を確実に防止すると共に、接合層２とヒータ基材１１との間の熱応力の上昇を防ぐことができる。
【００４９】
以上のごとく、本例によれば、耐久性に優れたセラミックヒータを提供することができる。
【００５０】
（実施例２）
本例は、図６、図７に示すごとく、接合層２とリード線３との間の微小隙間１３に埋設用ろう材５１を充填すると共に、接合層２を被覆用めっき５３によって被覆してなるセラミックヒータ１の例である。
図６に示すごとく、被覆用めっき５３は、接合層２と接続されたリード線３をも覆っている。
【００５１】
被覆用めっき５３は、リード線３を構成する金属材料と同等もしくはこれよりも卑である金属材料からなる。即ち、リード線３がＮｉからなる場合には、被覆用めっき５３は、例えば、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｚｎ等により構成することができる。リード線３がＮｉ−Ｃｒからなる場合には、被覆用めっき５３は、例えば、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｒ、Ｚｎ等により構成することができる。
また、被覆用めっき５３の厚みｄ３は、０．００５〜０．０２５ｍｍである。
【００５２】
上記埋設用ろう材５１を微小隙間１３に充填する方法としては、実施例１と同様の方法を採用することができる。ただし、実施例１に比べて、用いるろう材の量を少なくする必要があるため、加熱処理の前に微小隙間１３の脇に配置する球状もしくは棒状ろう材として、細いものを用いる。
【００５３】
これにより、図７に示すごとく、微小隙間１３にのみろう材（埋設用ろう材５１）を充填する。
その後、図６に示すごとく、接合層２とリード線３と埋設用ろう材５１とを覆うように、被覆用めっき５３を施す。めっき方法としては、電解めっき法、無電解めっき法の何れでもよく、併用してもよい。
その他は、実施例１と同様である。
【００５４】
本例の場合にも、耐久性に優れたセラミックヒータ１を提供することができる。
また、被覆用めっき５３の厚みｄ３が０．００５〜０．０２５ｍｍであるため、接合層２の腐食を確実に防止すると共に、接合層２とヒータ基材１１との間の熱応力の上昇を防ぐことができる。
【００５５】
また、被覆用めっき５３は、リード線３を構成する金属材料と同等もしくはこれよりも卑である金属材料からなる。これにより、リード線３よりも優先して被覆用めっき５３が腐食することとなるため、リード線３の腐食を効果的に防止することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５６】
（実施例３）
本例は、図８に示すごとく、接合層２とリード線３との間の微小隙間１３に埋設用めっき５５を充填すると共に、接合層２を被覆用めっき５３にて被覆してなるセラミックヒータ１の例である。
図８に示すごとく、被覆用めっき５３は、接合層２と接続されたリード線３をも覆っている。
また、埋設用めっき５５と被覆用めっき５３とは、特に区別される必要はなく、同一材料によって連続して形成することができる。即ち、接合層２及びリード線３の外周全体に対して厚膜のめっきを施すことにより、微小隙間１３を埋めると共に接合層２及びリード線３を被覆する。
【００５７】
埋設用めっき５５及び被覆用めっき５３は、リード線３を構成する金属材料と同等もしくは、これよりも卑であるめっき材が施されている。即ち、リード線３がＮｉからなる場合には、埋設用めっき５５及び被覆用めっき５３は、例えば、Ｎｉ、Ｚｎ等により構成することができる。リード線３がＮｉ−Ｃｒからなる場合には、被覆用めっき５３は、例えば、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｚｎ等により構成することができる。
埋設用めっき５５の最大厚みｄ５は０．００５〜０．０５ｍｍであり、被覆用めっき５３の厚みｄ３は、０．００５〜０．０２５ｍｍである。
【００５８】
更に、被覆用めっき５３の外周には、保護を狙いとしたＣｒめっき５４を施す。その厚みｄ４は、０．０００１〜０．００３ｍｍである。
なお、被覆用めっき５３がＡｕ材の場合には、耐熱性、耐食性に優れるため、特にＣｒめっきを施す必要はない。
上記埋設用めっき５５及び被覆用めっき５３は、電解めっき法または無電解めっき法のいずれによって施してもよいが、一回にて所定の厚さを施行するよりも複数回の施行にて形成することが望ましい。
その他は、実施例１と同様である。
【００５９】
本例の場合にも、耐久性に優れたセラミックヒータ１を提供することができる。
また、埋設用めっき５５及び被覆用めっき５３は、Ａｕ、Ｎｉ又はＡｕ−Ｎｉからなるため、微少隙間１３を覆いうる厚さと共に、耐熱性、耐食性を充分に確保することができる。その結果、より接合層２及び溶接部４の耐久性を向上させることができる。
【００６０】
また、被覆用めっき５３の厚みｄ３が０.００５〜０．０２５ｍｍであるため、接合層２の腐食を確実に防止すると共に、接合層２とヒータ基材１１との間の熱応力の上昇を防ぐことができる。
また、埋設用めっき５５の最大厚みｄ５が０．００５〜０．０５ｍｍであるため、微小隙間１３を起点とする接合層２及び溶接部４の腐食を確実に防ぐと共に、応力の発生を防ぐことができる。
【００６１】
また、被覆用めっき５３の上には、厚みｄ４が０．０００３〜０．００３ｍｍのＣｒめっき５４を更に施してある。そのため、耐熱性、耐食性を向上させ、接合層２の腐食をより効果的に防止することができる。また、上記Ｃｒめっき５４は、リード線３を構成する金属材料（Ｎｉ、Ｎｉ−Ｃｒ等）と同等もしくはこれよりも卑とすることができるため、リード線３の腐食をより効果的に防止することができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００６２】
上記実施例においては、円柱形状のセラミックヒータについて説明したが、本発明は、積層型ガスセンサ等に積層する板状のセラミックヒータにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施例１における、セラミックヒータの接合層とリード線との接合部付近の径方向断面図。
【図２】実施例１における、セラミックヒータの接合層とリード線との接合部付近の軸方向断面図。
【図３】実施例１における、セラミックヒータの接合層とリード線との接合部付近の平面図。
【図４】実施例１における、セラミックヒータの正面図。
【図５】実施例１における、埋設用ろう材を充填する前の微小隙間付近の径方向断面図。
【図６】実施例２における、セラミックヒータの接合層とリード線との接合部付近の径方向断面図。
【図７】実施例２における、埋設用ろう材を充填した後の微小隙間付近の径方向断面図。
【図８】実施例３における、セラミックヒータの接合層とリード線との接合部付近の径方向断面図。
【図９】従来例における、セラミックヒータの接合層とリード線との接合部付近の径方向断面図。
【符号の説明】
【００６４】
１ セラミックヒータ
１１ ヒータ基材
１２ 外部端子
１３ 微小隙間
２ 接合層
３ リード線
４ 溶接部
５１ 埋設用ろう材
５２ 被覆用ろう材
５３ 被覆用めっき
５４ Ｃｒめっき
５５ 埋設用めっき
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック製のヒータ基材の内部に発熱体を内蔵してなるセラミックヒータであって、
該セラミックヒータは、上記発熱体に接続されると共に上記ヒータ基材の外表面に配設された外部端子と、該外部端子の表面に配設されたコバールからなる接合層と、該接合層に溶接されたリード線とを有し、
上記接合層と上記リード線との溶接部の周囲において上記接合層と上記リード線との間に形成される微小隙間には、埋設用ろう材が充填されており、
上記接合層は、被覆用ろう材によって被覆されていることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項２】
請求項１において、上記埋設用ろう材及び上記被覆用ろう材は、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｕ−Ｃｕ、又はＡｕ−Ｎｉからなることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記被覆用ろう材は、０.００５〜０．０２５ｍｍの厚みを有することを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項４】
セラミック製のヒータ基材の内部に発熱体を内蔵してなるセラミックヒータであって、
該セラミックヒータは、上記発熱体に接続されると共に上記ヒータ基材の外表面に配設された外部端子と、該外部端子の表面に配設されたコバールからなる接合層と、該接合層に溶接されたリード線とを有し、
上記接合層と上記リード線との溶接部の周囲であって、上記接合層と上記リード線との間に形成される微小隙間には、埋設用ろう材が充填されており、
上記接合層は被覆用めっきによって被覆されていることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項５】
請求項４において、上記埋設用ろう材は、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｕ−Ｃｕ、又はＡｕ−Ｎｉからなることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項６】
請求項４又は５において、上記被覆用めっきは、上記リード線を構成する金属材料と同等もしくはこれよりも卑である金属材料からなることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか一項において、上記被覆用めっきは、０.００５〜０．０２５ｍｍの厚みを有することを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項８】
請求項１〜７において、上記埋設用ろう材は、その最大厚みが０．００５〜０．０５ｍｍであることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項９】
セラミック製のヒータ基材の内部に発熱体を内蔵してなるセラミックヒータであって、
該セラミックヒータは、上記発熱体に接続されると共に上記ヒータ基材の外表面に配設された外部端子と、該外部端子の表面に配設されたコバールからなる接合層と、該接合層に溶接されたリード線とを有し、
上記接合層と上記リード線との溶接部の周囲において上記接合層と上記リード線との間に形成される微小隙間には、埋設用めっきが充填されており、
上記接合層は、被覆用めっきによって被覆されていることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項１０】
請求項９において、上記埋設用めっき及び上記被覆用めっきは、Ａｕ、Ｎｉ又はＡｕ−Ｎｉからなることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項１１】
請求項９、１０において、上記被覆用めっきは、０.００５〜０．０２５ｍｍの厚みを有することを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項１２】
請求項９〜１１において、上記埋設用めっきは、その最大厚みが０．００５〜０．０５ｍｍであることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項１３】
請求項９〜１２において、上記被覆用めっきの上には、厚みが０．０００１〜０．００３ｍｍのＣｒめっきを更に施してあることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項１】
セラミック製のヒータ基材の内部に発熱体を内蔵してなるセラミックヒータであって、
該セラミックヒータは、上記発熱体に接続されると共に上記ヒータ基材の外表面に配設された外部端子と、該外部端子の表面に配設されたコバールからなる接合層と、該接合層に溶接されたリード線とを有し、
上記接合層と上記リード線との溶接部の周囲において上記接合層と上記リード線との間に形成される微小隙間には、埋設用ろう材が充填されており、
上記接合層は、被覆用ろう材によって被覆されていることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項２】
請求項１において、上記埋設用ろう材及び上記被覆用ろう材は、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｕ−Ｃｕ、又はＡｕ−Ｎｉからなることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記被覆用ろう材は、０.００５〜０．０２５ｍｍの厚みを有することを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項４】
セラミック製のヒータ基材の内部に発熱体を内蔵してなるセラミックヒータであって、
該セラミックヒータは、上記発熱体に接続されると共に上記ヒータ基材の外表面に配設された外部端子と、該外部端子の表面に配設されたコバールからなる接合層と、該接合層に溶接されたリード線とを有し、
上記接合層と上記リード線との溶接部の周囲であって、上記接合層と上記リード線との間に形成される微小隙間には、埋設用ろう材が充填されており、
上記接合層は被覆用めっきによって被覆されていることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項５】
請求項４において、上記埋設用ろう材は、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｕ−Ｃｕ、又はＡｕ−Ｎｉからなることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項６】
請求項４又は５において、上記被覆用めっきは、上記リード線を構成する金属材料と同等もしくはこれよりも卑である金属材料からなることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか一項において、上記被覆用めっきは、０.００５〜０．０２５ｍｍの厚みを有することを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項８】
請求項１〜７において、上記埋設用ろう材は、その最大厚みが０．００５〜０．０５ｍｍであることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項９】
セラミック製のヒータ基材の内部に発熱体を内蔵してなるセラミックヒータであって、
該セラミックヒータは、上記発熱体に接続されると共に上記ヒータ基材の外表面に配設された外部端子と、該外部端子の表面に配設されたコバールからなる接合層と、該接合層に溶接されたリード線とを有し、
上記接合層と上記リード線との溶接部の周囲において上記接合層と上記リード線との間に形成される微小隙間には、埋設用めっきが充填されており、
上記接合層は、被覆用めっきによって被覆されていることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項１０】
請求項９において、上記埋設用めっき及び上記被覆用めっきは、Ａｕ、Ｎｉ又はＡｕ−Ｎｉからなることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項１１】
請求項９、１０において、上記被覆用めっきは、０.００５〜０．０２５ｍｍの厚みを有することを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項１２】
請求項９〜１１において、上記埋設用めっきは、その最大厚みが０．００５〜０．０５ｍｍであることを特徴とするセラミックヒータ。
【請求項１３】
請求項９〜１２において、上記被覆用めっきの上には、厚みが０．０００１〜０．００３ｍｍのＣｒめっきを更に施してあることを特徴とするセラミックヒータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−２１０１３８（Ｐ２００６−２１０１３８Ａ）
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０５８９（Ｐ２００５−２０５８９）
【出願日】平成１７年１月２８日（２００５．１．２８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月２８日（２００５．１．２８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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