[發明專利]陶瓷加熱器和氣體傳感器元件

有效

• 申請號: 201210315386.6
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN102970780A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 佐藤千萬人
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝
• 主分類號: H05B3/28
• 分類號: H05B3/28
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳珊;劉興鵬

技術領域

本發明涉及氣體傳感器元件以及加熱氣體傳感器元件的陶瓷加熱器。

背景技術

氣體傳感器設置于車輛內燃機的廢氣系統中。氣體傳感器檢測包含于待測量氣體（比如廢氣）中的特定氣體的濃度。氣體傳感器具有用于加熱氣體傳感器元件的內建陶瓷加熱器。

例如，具有一種陶瓷加熱器，其具有形成于陶瓷基板的表面上的加熱器圖案。這種加熱器圖案具有當電流經過其中時發熱的加熱元件以及將電能傳導至加熱元件的引線部分。

近來，存在著降低加熱元件的電阻率的趨勢，因為氣體傳感器元件需要例如迅速地升溫（早期活性化）并且在高溫下使用。

例如，JP-A-2004-342622公開了一種陶瓷加熱器。這種陶瓷加熱器構造為使得加熱元件和引線部分由不同材料制成，并且加熱元件具有比引線部分低的電阻率。在這種陶瓷加熱器中，由于加熱元件和引線部分由不同材料制成，加熱元件的端部和引線部分的端部彼此重疊，例如，從而接合加熱元件和引線部分。

發明內容

然而，上述陶瓷加熱器具有以下問題。

也就是，加熱元件和引線部分由不同材料制成。因此，在將電能傳導至陶瓷加熱器時，因為加熱元件和引線部分之間的線性膨脹存在差異，應力很可能施加于加熱元件和引線部分之間的接頭上，引起從接頭開始的開裂。由于氣體傳感器元件更需要迅速地升溫（早期活性化）并且在高溫下使用，這個問題變得更加嚴重。

例如，在制造陶瓷加熱器時，用于形成加熱元件的導電膏和用于形成引線部分的導電膏印刷于陶瓷基板的表面上。在加熱元件和引線部分之間的接頭處，用于形成加熱元件的導電膏和用于形成引線部分的導電膏印刷為彼此重疊。因此，擴散很可能出現于印刷為重疊于另一個導電膏部分的頂部上的一個導電膏部分中并且周邊地擴散，引起陶瓷加熱器中的短路。

如上所述，加熱元件和引線部分由不同材料制成。因此，在焙燒導電膏時，應力很可能施加于加熱元件和引線部分之間的接頭上，因為兩者之間存在著收縮系數差異。于是，在加熱器圖案和陶瓷基板中會引起從接頭開始的開裂。

本發明在考慮到上述問題之下做出。本發明的目標是提供一種具有極好耐用性并且能防止短路的陶瓷加熱器，以及氣體傳感器元件。

根據本發明的一個方面，提供了一種陶瓷加熱器，其中加熱器圖案形成于陶瓷基板上，加熱器圖案具有在電流穿過其中時發熱的加熱元件以及將電能傳導至加熱元件的引線部分，其中：加熱元件具有連接至相應引線部分的加熱連接端；引線部分有連接至加熱元件的加熱連接端的引線連接端；加熱元件和引線部分在接頭處連接，接頭通過將加熱連接端和引線連接端重疊而形成；并且形成于陶瓷基板上的加熱器圖案，在與其中形成加熱器圖案的平面垂直的方向上看時，具有形成于每個接頭的兩個寬度方向側上的向內凹陷的凹部，凹部包括在其每個中相應加熱連接端的輪廓與相應引線連接端的輪廓相交叉的部分。

根據本發明的又一方面，提供了一種具有根據以上第一方面的陶瓷加熱器的氣體傳感器元件。

附圖說明

在附圖中：

圖1是示出根據本發明第一示例的陶瓷加熱器的結構的解釋圖；

圖2是示出形成于根據本發明第一示例的陶瓷基板的表面上的加熱器圖案的頂視圖；

圖3是示出根據本發明第一示例的加熱元件和引線部分之間的接頭的放大圖；

圖4是根據本發明第一示例的陶瓷基板的寬度方向上的橫截圖；

圖5是示出根據本發明第一示例的氣體傳感器元件的結構的橫截圖；

圖6是示出根據本發明第一示例的氣體傳感器元件的結構的分解透視圖；

圖7是示出根據本發明第二示例的加熱元件和引線部分之間的接頭的放大圖；

圖8是示出根據本發明第二示例的加熱元件和引線部分之間的接頭的放大圖；

圖9是示出根據本發明第二示例的加熱元件和引線部分之間的接頭的放大圖；

圖10是示出根據本發明第二示例的加熱元件和引線部分之間的接頭的放大圖；并且

圖11是示出根據本發明第三示例的加熱元件和引線部分之間的接頭的放大圖。

具體實施方式

根據本發明優選實施例的陶瓷加熱器和氣體傳感器元件將在下文中參照附圖描述。

在陶瓷加熱器中，加熱元件和引線部分在通過重疊加熱連接端和引線連接端而形成的接頭處連接。更具體地，接頭可通過將引線部分的引線連接端重疊于加熱元件的加熱連接端的頂部上而形成，反之亦然。