[发明专利]陶瓷加热器和气体传感器元件

说明书

技术领域

本发明涉及气体传感器元件以及加热气体传感器元件的陶瓷加热器。

背景技术

气体传感器设置于车辆内燃机的废气系统中。气体传感器检测包含于待测量气体（比如废气）中的特定气体的浓度。气体传感器具有用于加热气体传感器元件的内建陶瓷加热器。

例如，具有一种陶瓷加热器，其具有形成于陶瓷基板的表面上的加热器图案。这种加热器图案具有当电流经过其中时发热的加热元件以及将电能传导至加热元件的引线部分。

近来，存在着降低加热元件的电阻率的趋势，因为气体传感器元件需要例如迅速地升温（早期活性化）并且在高温下使用。

例如，JP-A-2004-342622公开了一种陶瓷加热器。这种陶瓷加热器构造为使得加热元件和引线部分由不同材料制成，并且加热元件具有比引线部分低的电阻率。在这种陶瓷加热器中，由于加热元件和引线部分由不同材料制成，加热元件的端部和引线部分的端部彼此重叠，例如，从而接合加热元件和引线部分。

发明内容

然而，上述陶瓷加热器具有以下问题。

也就是，加热元件和引线部分由不同材料制成。因此，在将电能传导至陶瓷加热器时，因为加热元件和引线部分之间的线性膨胀存在差异，应力很可能施加于加热元件和引线部分之间的接头上，引起从接头开始的开裂。由于气体传感器元件更需要迅速地升温（早期活性化）并且在高温下使用，这个问题变得更加严重。

例如，在制造陶瓷加热器时，用于形成加热元件的导电膏和用于形成引线部分的导电膏印刷于陶瓷基板的表面上。在加热元件和引线部分之间的接头处，用于形成加热元件的导电膏和用于形成引线部分的导电膏印刷为彼此重叠。因此，扩散很可能出现于印刷为重叠于另一个导电膏部分的顶部上的一个导电膏部分中并且周边地扩散，引起陶瓷加热器中的短路。

如上所述，加热元件和引线部分由不同材料制成。因此，在焙烧导电膏时，应力很可能施加于加热元件和引线部分之间的接头上，因为两者之间存在着收缩系数差异。于是，在加热器图案和陶瓷基板中会引起从接头开始的开裂。

本发明在考虑到上述问题之下做出。本发明的目标是提供一种具有极好耐用性并且能防止短路的陶瓷加热器，以及气体传感器元件。

根据本发明的一个方面，提供了一种陶瓷加热器，其中加热器图案形成于陶瓷基板上，加热器图案具有在电流穿过其中时发热的加热元件以及将电能传导至加热元件的引线部分，其中：加热元件具有连接至相应引线部分的加热连接端；引线部分有连接至加热元件的加热连接端的引线连接端；加热元件和引线部分在接头处连接，接头通过将加热连接端和引线连接端重叠而形成；并且形成于陶瓷基板上的加热器图案，在与其中形成加热器图案的平面垂直的方向上看时，具有形成于每个接头的两个宽度方向侧上的向内凹陷的凹部，凹部包括在其每个中相应加热连接端的轮廓与相应引线连接端的轮廓相交叉的部分。

根据本发明的又一方面，提供了一种具有根据以上第一方面的陶瓷加热器的气体传感器元件。

附图说明

在附图中：

图1是示出根据本发明第一示例的陶瓷加热器的结构的解释图；

图2是示出形成于根据本发明第一示例的陶瓷基板的表面上的加热器图案的顶视图；

图3是示出根据本发明第一示例的加热元件和引线部分之间的接头的放大图；

图4是根据本发明第一示例的陶瓷基板的宽度方向上的横截图；

图5是示出根据本发明第一示例的气体传感器元件的结构的横截图；

图6是示出根据本发明第一示例的气体传感器元件的结构的分解透视图；

图7是示出根据本发明第二示例的加热元件和引线部分之间的接头的放大图；

图8是示出根据本发明第二示例的加热元件和引线部分之间的接头的放大图；

图9是示出根据本发明第二示例的加热元件和引线部分之间的接头的放大图；

图10是示出根据本发明第二示例的加热元件和引线部分之间的接头的放大图；并且

图11是示出根据本发明第三示例的加热元件和引线部分之间的接头的放大图。

具体实施方式

根据本发明优选实施例的陶瓷加热器和气体传感器元件将在下文中参照附图描述。

在陶瓷加热器中，加热元件和引线部分在通过重叠加热连接端和引线连接端而形成的接头处连接。更具体地，接头可通过将引线部分的引线连接端重叠于加热元件的加热连接端的顶部上而形成，反之亦然。