(57)【要約】  積層ヒータ２０は、少なくとも１つの曲がり部分３２を有する抵抗回路パターンを画定する抵抗層２６を含む。電流集中効果を緩和するために、曲がり部分３２の上面３８と底面４０の少なくとも一方に導電性オーバレイ３６が設けられ、それによって、電気回路の早期故障が防止される。積層ヒータを製造する方法も開示する。このオーバレイは、抵抗層が形成された後に曲がり部分上に形成することができる。このオーバレイはまた、抵抗層が形成される前に、抵抗層を支持する基板又は誘電体層の上に形成することもできる。
2009545104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された誘電体層と、
前記誘電体層上に形成された抵抗層であって、少なくとも１つの曲がり部分を有する抵抗回路パターンを画定し、前記曲がり部分が上面及び底面を有する、抵抗層と、
前記曲がり部分の前記上面と前記底面の少なくとも一方に配置された導電性オーバレイと、
前記抵抗層及び前記導電性オーバレイの上に形成された第２の誘電体層とを含む、積層ヒータ。
【請求項２】
前記オーバレイが前記曲がり部分の前記上面に形成される、請求項１に記載の積層ヒータ。
【請求項３】
前記オーバレイが前記曲がり部分の前記底面に形成される、請求項１に記載の積層ヒータ。
【請求項４】
前記オーバレイが前記曲がり部分の前記上面及び前記底面に形成される、請求項１に記載の積層ヒータ。
【請求項５】
前記オーバレイが前記抵抗層と同じ材料で作製される、請求項１に記載の積層ヒータ。
【請求項６】
前記オーバレイが前記抵抗層と異なる材料で作製される、請求項１に記載の積層ヒータ。
【請求項７】
前記オーバレイが、約３０％のＡｇ、約３８％のＣｕ及び約３２％のＺｎを含む材料で作製される、請求項６に記載の積層ヒータ。
【請求項８】
前記オーバレイが可変厚さを有する、請求項１に記載の積層ヒータ。
【請求項９】
抵抗回路パターンを画定する抵抗層と、前記抵抗回路パターンの連続部分の上に配置された導電性オーバレイとを含む、積層ヒータ。
【請求項１０】
前記抵抗回路パターンが曲がり部分を画定し、前記導電性オーバレイが前記曲がり部分に近接して配置される、請求項９に記載の積層ヒータ。
【請求項１１】
前記抵抗回路パターンが直線部分を画定し、前記導電性オーバレイが前記直線部分に近接して配置される、請求項９に記載の積層ヒータ。
【請求項１２】
回路パターンを有する抵抗層を形成する段階であって、前記回路パターンが少なくとも１つの曲がり部分を有する段階と、
前記曲がり部分に近接した導電性オーバレイを形成する段階とを含む、積層ヒータを製造する方法。
【請求項１３】
誘電体層を形成する段階と、前記誘電体層上に前記抵抗層を形成する段階とをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記抵抗層を形成する段階が、厚膜、薄膜、溶射及びゾル−ゲルの各プロセスからなる群から選択されたプロセスによって実施される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記オーバレイを形成する段階が、厚膜、薄膜、溶射及びゾル−ゲルの各プロセスからなる群から選択されたプロセスによって実施される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記抵抗層及び前記導電性オーバレイの上に誘電体層を形成する段階をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
基板の上に連続抵抗層を形成する段階と、
前記抵抗層の所定の領域内に導電性オーバレイを形成する段階と、
前記導電性オーバレイの間の前記連続抵抗層の一部分を除去して、前記導電性オーバレイの間に延びる複数のシングル・カットを形成する段階とを含む、積層ヒータを形成する方法であって、
前記シングル・カットが、前記導電性オーバレイの間の前記連続抵抗層を通って長手方向に、対応する前記導電性オーバレイの一部分の中にまで延びる、方法。
【請求項１８】
前記連続抵抗層の前記一部分がレーザを用いて除去される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記基板上に誘電体層を形成する段階と、前記誘電体層の上に前記連続抵抗層を形成する段階とをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記連続抵抗層を形成する段階が、厚膜、薄膜、溶射及びゾル−ゲルの各プロセスからなる群から選択されたプロセスによって実施される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記導電性オーバレイを形成する段階が、厚膜、薄膜、溶射及びゾル−ゲルの各プロセスからなる群から選択されたプロセスによって実施される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記連続抵抗層及び前記導電性オーバレイの上に誘電体層を形成する段階をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
基板の上に連続抵抗層を形成する段階と、
前記抵抗層の所定の領域内に導電性オーバレイを形成する段階と、
前記導電性オーバレイの間の前記連続抵抗層の一部分を除去して、前記導電性オーバレイの間及び周囲に延びる複数のパラレル・カットを形成する段階とを含む、積層ヒータを形成する方法であって、
前記パラレル・カットが、前記連続抵抗層を通って延びるが、前記導電性オーバレイのいかなる部分の中にも延びない、方法。
【請求項２４】
前記連続抵抗層の前記一部分がレーザを用いて除去される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記基板上に誘電体層を形成する段階と、前記誘電体層の上に前記連続抵抗層を形成する段階とをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記連続抵抗層を形成する段階が、厚膜、薄膜、溶射及びゾル−ゲルの各プロセスからなる群から選択されたプロセスによって実施される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記導電性オーバレイを形成する段階が、厚膜、薄膜、溶射及びゾル−ゲルの各プロセスからなる群から選択されたプロセスによって実施される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記連続抵抗層及び前記導電性オーバレイの上に誘電体層を形成する段階をさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００６年７月２０日出願の「Ｌａｙｅｒｅｄ  Ｈｅａｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｏｖｅｒｌａｙｓ」という名称の米国仮出願第６０／８３２０５３号の利益を主張する。上記出願の開示を参照により本明細書に採用する。
【０００２】
本開示は、一般には電気ヒータに関し、より詳細には積層ヒータと、抵抗発熱体導体パターンの曲線状の部分内の電流集中を低減させるための関連方法とに関する。
【背景技術】
【０００３】
この項での説明は、本開示に関係する背景情報を単に提供するにすぎず、従来技術を構成するものではないこともある。
【０００４】
積層ヒータは通常、迅速な熱応答が望ましい表面の全体にわたって熱出力が変化する必要がある場合に、空間が制限されている応用分野で、或いは、湿気又は他の汚染物質が従来のヒータ中に移行しうる極端に清浄な応用分野で使用される。積層ヒータは一般に、基板に付けられたそれぞれ異なる材料、すなわち誘電体材料及び抵抗材料の層を含む。まず誘電体材料が基板に付けられ、それが基板と活電抵抗材料の間の電気的分離を行い、さらに動作中のグランドへの電流漏洩を低減させる。抵抗材料は、所定のパターンで誘電体材料に付けられ、抵抗ヒータ回路を形成する。積層ヒータはまた、抵抗ヒータ回路を電源に接続するリード線も含み、この電源は通常、温度コントローラによって動作が繰り返される。リード線と抵抗回路の間のインターフェースはまた通常、ストレイン・リリーフを設け、保護層を介して電気的分離を行うことによって、不要な接触をしないよう機械的にも電気的にも保護される。したがって、積層ヒータは、多様な加熱の応用分野で高度にカスタマイズ可能である。
【０００５】
積層ヒータは、とりわけ「厚」膜、「薄」膜、又は「溶射されたもの」とすることができるが、積層ヒータのこれらの種類間の主要な違いは、層を形成する方法にある。例えば、厚膜ヒータの層は通常、スクリーン印刷、デカール塗布、又は膜ディスペンシング・ヘッドなどのプロセスをとりわけ用いて形成される。薄膜ヒータの層は通常、イオン・プレーティング、スパッタリング、化学的気相成長（ＣＶＤ）、及び物理的気相成長（ＰＶＤ）などの堆積プロセスをとりわけ用いて形成される。さらに、薄膜技術及び厚膜技術とは異なる別の一連のプロセスが溶射法として知られているものであり、これには例として、フレーム溶射、プラズマ溶射、ワイヤ・アーク溶射、及びＨＶＯＦ（高速酸素燃料）がとりわけ含まれうる。
【０００６】
これらの積層ヒータ内の抵抗発熱層は一般に、電流集中が発生することが多い例えば非直線部分である曲線状の部分、すなわち曲がり部分を有するパターン、すなわち導体パターンとして形成される。一般に、電流集中とは、円滑な電流の流れに障害を生じさせる幾何学的フィーチャすなわち曲がり部分の近くで、電流が積み重なる、すなわち増大する傾向がある場合の電流密度の非均一分布を指す。動作の際、曲がり部分の周辺を電流が進むので、電流は、それがその曲がり部分の周辺を伝わるとき、その曲線の内側部分の周辺で積み重なる、すなわち集中する傾向を示す。この電流集中効果により、曲がり部分は増大した電流密度の影響を受けやすく、それによって焼損が生じ、このことが抵抗発熱層の早期故障、したがってヒータ・システム全体の早期故障につながるおそれがある。
【発明の概要】
【０００７】
好ましい一形態では、抵抗回路パターンを有する抵抗層を含む積層ヒータが提供される。抵抗回路パターンは、上面及び底面を有する少なくとも１つの曲がり部分を画定する。電流集中を低減させるために、導電性オーバレイ（上掛け）が曲がり部分の上面と底面の少なくとも一方に設けられる。
【０００８】
別の形態では、積層ヒータを製造する方法が提供される。この方法は、少なくとも１つの曲がり部分を伴う回路パターンを有する抵抗層を形成する段階を含み、その後に、曲がり部分上に導電性オーバレイを形成する段階が続く。
【０００９】
さらに別の形態では、積層ヒータを製造する第２の方法が提供される。この方法は、抵抗層の回路パターンの曲がり部分がそこに形成されるべき導電性オーバレイを形成する段階と、このオーバレイ上に、曲がり部分を伴う回路パターンを有する抵抗層を形成する段階とを含む。
【００１０】
本開示の一代替形態では、オーバレイは、曲がり部分に近接する抵抗層の下と上の両方に形成される。任意選択で、誘電体層を基板と抵抗層の間、また必要に応じて抵抗層の上に形成することができる。
【００１１】
さらに、積層ヒータを形成する別の方法が提供され、この方法は、基板の上に連続抵抗層を形成する段階と、その抵抗層の所定の領域内に導電性オーバレイを形成する段階と、導電性オーバレイの間の連続抵抗層の一部分を除去して、導電性オーバレイの間に延びる複数のシングル・カットを形成する段階とを含む。それらのシングル・カットは、導電性オーバレイの間の連続抵抗層を通って長手方向に、対応する導電性オーバレイの一部分の中にまで延びる。これらのシングル・カットは、レーザを用いて形成されることが好ましい。
【００１２】
さらに別の方法では、基板の上に連続抵抗層を形成する段階と、その抵抗層の所定の領域内に導電性オーバレイを形成する段階と、導電性オーバレイの間の連続抵抗層の一部分を除去して、導電性オーバレイの間及び周囲に延びる複数のパラレル・カットを形成する段階とによって、積層ヒータが作り出される。それらのパラレル・カットは、連続抵抗層を通って延びるが、導電性オーバレイのいかなる部分の中にも延びない。これらのパラレル・カットは、レーザを用いて形成されることが好ましい。
【００１３】
さらなる適用可能性の範囲は、本明細書で提示する記述から明らかになろう。この記述及び特定の実施例は、説明を目的とするだけであり、本開示の範囲を限定するものではないことを理解されたい。
【００１４】
本明細書で説明する図面は、例示のみが目的であり、本開示の範囲を何ら限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来技術の積層ヒータによる抵抗回路パターンを有する積層ヒータの平面図である。
【図２】従来技術の積層ヒータによる積層ヒータの、図１の線２−２に沿った断面図である。
【図３】本開示の原理により構築された抵抗回路パターンを有する積層ヒータの平面図である。
【図４】本開示の原理による抵抗回路パターンを有する積層ヒータの、図３の線４−４に沿った断面図である。
【図５】本開示の代替形態による抵抗層の曲がり部分の底面のオーバレイを示す、図４に類似の断面図である。
【図６】本開示の別の代替形態による抵抗層の曲がり部分の上面と底面の両方のオーバレイを示す、図４に類似の断面図である。
【図７】本開示の原理による抵抗層の曲がり部分の上面に形成された均一な厚さの導電性オーバレイを示す、図３の線７−７に沿った拡大断面図である。
【図８】本開示の原理による、幅全体にわたって可変厚さを画定し、抵抗層の曲がり部分の上面に形成され構築された導電性オーバレイを示す、図７に類似の図である。
【図９】本開示の原理による、溶射法を用いて形成され、電流集中が発生しそうな近接領域に導電性オーバレイが配置されて構築された積層ヒータの平面図である。
【図１０】本開示の原理による図９の積層ヒータの拡大詳細図である。
【図１１】本開示の原理による、抵抗回路パターンの直線部分に沿って導電性オーバレイを有して構築された積層ヒータの代替形態の平面図である。
【図１２】本開示の原理による導電性オーバレイ付きの積層ヒータを製造する方法の概略流れ図である。
【図１３】本開示の原理による導電性オーバレイ付きの積層ヒータを製造する別の方法の概略流れ図である。
【図１４】本開示の原理による導電性オーバレイ付きの積層ヒータを製造する別の方法の概略流れ図である。
【図１５】本開示の原理によるシングル・カットを用いた方法により構築された積層ヒータの平面図である。
【図１６】本開示の原理によるシングル・カットを示す、図１５の詳細Ａ−Ａの範囲内を取り込んだ拡大図である。
【図１７】本開示の原理によるシングル・カットを示す、図１６の線１７−１７に沿った断面図である。
【図１８】本開示の原理によるパラレル・カットを用いた方法により構築された積層ヒータの平面図である。
【図１９】本開示の原理によるパラレル・カットを示す、図１８の詳細Ｂ−Ｂの範囲内を取り込んだ拡大図である。
【図２０】本開示の原理によるパラレル・カットを示す、図１９の線２０−２０に沿った断面図である。
【００１６】
対応する参照数字は、対応する部分を図面のいくつかの図にわたって示す。
【実施例】
【００１７】
以下の説明は、本質的に単なる例示にすぎず、本開示、応用、又は用途を限定するものではない。
【００１８】
図１及び図２を参照すると、従来技術の積層ヒータ１０が示されており、この積層ヒータは、基板１２、第１の誘電体層１４、第１の誘電体層１４の上に形成される抵抗回路パターンを画定する抵抗層１６、及び抵抗層１６の上に形成された第２の誘電体層１８を含む。全体的に、抵抗回路パターンは蛇行パターンを有するように示され、抵抗層１６の全体にわたって均一な厚さを有する。
【００１９】
次に図３及び図４を参照すると、本開示による積層ヒータが示され、全体的に参照番号２０で示されている。積層ヒータ２０は、基板２２、基板２２の上に形成された第１の誘電体層２４、第１の誘電体層２４の上に形成された抵抗層２６、並びに抵抗層２６及び第１の誘電体層２４の上に形成された第２の誘電体層２８を含む。抵抗層２６は、抵抗発熱体として機能するのに十分なだけ高い抵抗の導電材料で作製されることが好ましい。この例示的な実施例では、抵抗層２６は、示された蛇行パターンを画定し、回路パターン３３を完成するように複数の曲がり部分３２で接続された複数の直線部分３０を含む。回路パターン３３は、その端部それぞれが１対の端子パッド３４に接続され、この端子パッドは、抵抗層２６を電源（図示せず）に接続して電気回路を完成させ、それによって、積層ヒータ２０を動作させるように電力が供給される。
【００２０】
電流集中の影響を低減させるために、（背景技術の項で前述したように）複数のオーバレイ３６（図４）が曲がり部分３２に近接して設けられて、曲がり部分３２の周辺を通る電流に追加抵抗を与える。曲がり部分３２の周辺の抵抗が増加すると、集中により増大した電流密度が、回路の曲がり部分３２とオーバレイ３６の両方全体にわたって分散され、これにより積層ヒータ２０の寿命が増す。
【００２１】
図示したように、各曲がり部分３２は、上面３８及び底面４０を有する。オーバレイ３６は、図４に示したように上面３８に、又は図５に示したように底面４０に形成することができる。或いは、図６に示したように、オーバレイ３６を上面３８と底面４０の両方に設けることもできる。
【００２２】
図７及び図８を参照すると、オーバレイ３６は、図７に示した均一な厚さ、又は図８に示した可変厚さを有するように形成することができる。このような可変厚さ技法は、本出願の譲受人に譲渡された２００６年１１月７日発行の「可変ワット密度積層ヒータ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｗａｔｔ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｌａｙｅｒｅｄ  Ｈｅａｔｅｒ）」という名称の米国特許第７１３２６２８号に示され説明されている。同特許の内容は、参照によりその全体を本明細書に採用する。
【００２３】
図８では、オーバレイ３６は、曲がり部分３２の、曲率が最小半径の領域で最大厚さを有する。可変厚さを有する導電性オーバレイ３６は、曲率が最小半径に近い曲がり部分３２内で生じる電流集中効果によりよく対応するように、さらに調整される。さらに、複数の曲がり部分３２の上の各オーバレイ３６は、同じ形状又は寸法を有する必要がない。回路パターンが蛇行パターンを画定する必要がなく、またどんな形状又は寸法でもよいので、オーバレイ３６は、曲がり部分３２の形状及び寸法、並びに電流集中効果の程度に応じて異なる寸法、厚さ、及び形状を有するように形成することができる。
【００２４】
このような異なる寸法及び形状の例示的な実施例が、図９及び図１０に示されている。図示したように、オーバレイ３６は、抵抗層２６の選ばれた領域上に配置される。この抵抗層２６は、本開示の１つの形態による溶射法を用いて形成されていることが好ましい。オーバレイ３６は、電流集中の影響を受けやすい近接領域に配置される。この近接領域は一般的に、抵抗層２６からなる回路パターンの全体的な方向に突然の、又は急な変化が起こる領域である。予備試験では、本開示の原理及び教示によるオーバレイ３６を有する積層ヒータは、電流集中を補償するどんなフィーチャもない積層ヒータと比べて、寿命の向上を実証した。本明細書で示した積層ヒータの構成は単に例示にすぎず、本開示の範囲を限定するものではないことを理解されたい。
【００２５】
オーバレイ３６は、抵抗層２６と同じ材料、又は異なる材料で作製できることもまた理解されたい。１つの形態では、オーバレイ３６は、抵抗層２６よりも高い抵抗を有する、約３０％のＡｇ、約３８％のＣｕ及び約３２％のＺｎを含む材料で作製される。しかし、本開示の教示により多様な材料が、電流集中の近接領域にその材料が追加の抵抗を与える限り、使用できることを理解されたい。したがって、本明細書で引用した材料は、本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【００２６】
導電性オーバレイ３６は、必ずしも曲がり部分３２の上だけに形成する必要はないこともまた理解されたい。導電性オーバレイ３６は、本開示の範囲内にとどまりながら、特定のヒータの必要に応じて抵抗回路パターン３３の任意の部分の上に形成することができる。例として、図１１に示したように、本開示の原理による積層ヒータの別の形態を図示し、全体的に参照番号２０’で表示する。積層ヒータ２０’は、おおむね前述したように基板２２’の上に形成された抵抗回路パターン３３’と、曲がり部分３２’の上ではなく直線部分３０’の上に形成された導電性オーバレイ３６’とを含む。このため、導電性オーバレイ３６’は、曲がり部分３２’と同様に抵抗回路パターン３３’の連続部分の上に配置され、したがって電流は、導電性オーバレイ３６’を通る前も後も抵抗回路パターン３３’内を流れ続けるようになる。したがって、抵抗回路パターン３３’の連続部分の上に配置されることにより、導電性オーバレイ３６’及び３６がそれぞれ端子パッド３４’及び３４と構造的に区別される。
【００２７】
図１２を参照して、次に本開示による積層ヒータ２０を製造する方法をさらに詳細に説明する。抵抗層２６は、とりわけ厚膜、薄膜、溶射、ゾル−ゲル、及びこれらの組合せなど、任意の数の積層プロセスによって形成することができる。本明細書では、「積層プロセス」という用語は、少なくとも１つの機能層（例えば、とりわけ誘電体層、抵抗層）を生成するプロセスを含むと解釈されるべきであり、この層が、とりわけ厚膜、薄膜、溶射又はゾル−ゲルに付随するプロセスを用いて、基板、標的又は別の層に材料を付ける、又は蓄積することによって形成される。これらのプロセスはまた「積層プロセス」とも呼ばれる。
【００２８】
抵抗層２６は通常、第１の誘電体層２４上に形成されるが、この誘電体層２４は、適用要件に応じて任意選択である。したがって、抵抗層２６は、基板２２上にじかに形成されることがある。抵抗層２６が形成された後、導電材料を曲がり部分３２上に形成してオーバレイ３６を形成する。オーバレイ３６が形成されるべき領域に対応して切り取られた部分があるマスク（図示せず）を抵抗層２６上に配置して、曲がり部分３２だけを露出させる。次に、導電材料を曲がり部分３２の上に付けると、抵抗層２６上にオーバレイ３６が形成されることになる。曲がり部分３２の上に導電材料を付けることは、とりわけ厚膜、薄膜、溶射、及びゾル−ゲルなどの積層プロセスによって実現することができる。その後、抵抗層２６及び導電性オーバレイ３６の上に第２の誘電体層２８を任意選択で形成して、電流集中を補償する積層ヒータ２０を得る。
【００２９】
図１３に示した本開示の別の方法によれば、オーバレイ３６は、抵抗層２６が形成される前に形成される。このプロセスは、第１の誘電体層２４が基板２２上に形成された後に（第１の誘電体層２４が使用される場合）、導電性オーバレイ３６を、抵抗層２６の電気回路の曲がり部分３２が形成されるべき領域上に形成することを除いて、図１２に関連して説明した方法と類似している。オーバレイ３６を形成した後、オーバレイ３６を形成した領域を含めて基板２２上、又は第１の誘電体層２４上に抵抗材料を形成して抵抗層２６を形成する。この形態では、オーバレイ３６は、前に説明したように抵抗層２６の上ではなく下にあり、これは図５に示されている。
【００３０】
本開示のさらに別の方法が図１４に示されており、この方法では、オーバレイが曲がり部分３２の上面３８と底面４０の両方に形成される。この方法は、抵抗層２６が第１のオーバレイ３６の上に形成された後に、導電性材料を抵抗層２６の曲がり部分３２上に形成して、曲がり部分３２上に追加のオーバレイ３６を形成することを除いて、図１３に関連して説明した方法と類似している。したがって、オーバレイ３６は、抵抗層２６の下と上の両方に配置され、これは図６に示されている。
【００３１】
例示的な実施形態における抵抗回路パターンを蛇行パターンとして説明してきたが、本開示の原理は、電流集中が通常起こる曲がり部分又は方向変化を伴う部分を少なくとも１つ回路パターンが含む限り、蛇行パターン以外の抵抗回路パターンを有する積層ヒータに適用することができ、或いは本明細書で前述した回路パターンの他の領域に適用できることに留意されたい。
【００３２】
図１５及び図１６を参照すると、本開示の教示により構築された積層ヒータのさらに別の形態が図示されており、全体的に参照数字５０で表示されている。積層ヒータ５０は、基板５４の上に形成された連続抵抗層５２と、抵抗層５２の所定の領域内に配置された複数の導電性オーバレイ５６とを含む。一形態では、まず基板５４の上に誘電体層５８が形成され、次に誘電体層５８の上に連続抵抗層５２が形成される。或いは、一部の応用例では、抵抗層５２が、誘電体層５８なしで基板５４の上にじかに形成されることもある。さらに、導電性オーバレイ５６は、前述のように抵抗層５２の下、上、又は下と上に形成することができる。好ましくは、連続抵抗層５２、導電性オーバレイ５６、及び誘電体層５８は、溶射法を用いて、より具体的にはプラズマ溶射法を用いて形成される。しかし、本明細書で示した他の積層プロセスもまた使用できることを理解されたい。したがって、図示し説明した具体的な構造及び積層プロセスは、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【００３３】
さらに、図示したように、複数のシングル・カット６０が、対応する複数の導電性オーバレイ５６の間に延びて、抵抗回路パターン６２を形成する。より詳細には、本開示の一形態において抵抗回路パターン６２は、直線部分６４及び曲がり部分６６を含む。好ましくは、シングル・カット６０はレーザを使用して生成されるが、本開示の範囲内にとどまりながら、ウォータ・ジェット又は他の剥離技法など他の材料除去方法を用いることもできる。例として示すと、誘電体層５８が基板５４の上に形成され、次に導電性オーバレイ５６が図示の所定の領域に形成され、次に連続抵抗層５２が誘電体層５８及び導電性オーバレイ５６の上に形成される。
【００３４】
図１６及び図１７に示したように、シングル・カット６０（図１７に想像線で示す）は、連続抵抗層５２の全体に延び、長手方向に、対応する導電性オーバレイ５６の一部分の中にまで延びる。このため、連続抵抗層５２のどの部分も、シングル・カット６０の端部に近接する導電性オーバレイ５６の外側には存在せず、したがって、この領域の局所的な「熱点」の存在が低減する。シングル・カット６０の端部、及び導電性オーバレイ５６の外側（図１６に破線部分６８で示す）に存在する連続抵抗層５２の部分がいくらかでもあるならば、その部分には、前述したように電流集中を低減させるための導電性オーバレイ５６がないことになる。したがって、シングル・カット６０を導電性オーバレイ５６の少なくとも一部分中にまで実施することにより、この可能性がなくなる。
【００３５】
さらに、図１５に示したように、必要な電力を積層ヒータ５０に供給するために、端子パッド７０が所定の領域に形成され、連続抵抗層５２と接触している。それに応じて、これらの端子パッド７０にリード線（図示せず）が接続され、このリード線は電源（図示せず）に接続されている。好ましくは、外部環境に対して熱的にも電気的にも分離するために、連続抵抗層５２の上に別の誘電体層７１（破線で示す）が形成される。
【００３６】
図１５に示したように、導電性オーバレイ５６は、回路パターン、より具体的には曲がり部分６６の所望の形状に応じて、様々な形状を呈しうる。例として示すと、導電性オーバレイ５６の多くは比較的四角い形を画定するが、基板５４の隅部に近接して配置されたオーバレイ５７は「Ｌ」字形を画定する。したがって、導電性オーバレイ５６及び５７のこれら特定の形状及び寸法は単に例にすぎず、本開示の範囲を限定するものと解釈すべきではないことを理解されたい。
【００３７】
本明細書で説明した連続抵抗層５２、及びシングル・カット６０の使用により、積層ヒータ５０は有利には、導体パターン被覆百分率が増大したためにより大きい基板ワット密度を所与の導体パターンワット密度で実現し、それによって、改善した加熱特性が得られることになる。
【００３８】
次に図１８〜１９を参照すると、さらに別の積層ヒータが図示されており、全体的に参照数字８０で表示されている。積層ヒータ８０は、基板８４の上に形成された連続抵抗層８２と、抵抗層８２の所定の領域内に配置された複数の導電性オーバレイ８６とを含む。一形態では、まず基板８４の上に誘電体層８８が形成され、次に誘電体層８８の上に連続抵抗層８２が形成される。或いは、一部の応用例では、抵抗層８２が、誘電体層８８なしで基板８４の上にじかに形成されることがある。さらに、導電性オーバレイ８６は、前述のように抵抗層８２の下、上、又は下と上に形成することができる。好ましくは、連続抵抗層８２、導電性オーバレイ８６、及び誘電体層８８は、溶射法を用いて、より具体的にはワイヤ・アーク溶射又はワイヤ・フレーム溶射を用いて形成される。しかし、本明細書で示した他の積層プロセスも使用できることを理解されたい。したがって、図示し説明した具体的な構造及び積層プロセスは、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【００３９】
さらに、図示したように、複数のパラレル・カット９０（図１９に最もよく示されている）が、対応する複数の導電性オーバレイ８６の間及び周囲に延びて、抵抗回路パターン９２、より詳細には直線部分９４及び曲がり部分９６を形成する。好ましくは、パラレル・カット９０はレーザを使用して生成されるが、本開示の範囲内にとどまりながら、ウォータ・ジェット又は他の剥離技法など他の材料除去方法を用いることもできる。例として示すと、基板８４の上に誘電体層８８が形成され、次に導電性オーバレイ８６が図示の所定の領域に形成され、次に誘電体層８８及び導電性オーバレイ８６の上に連続抵抗層８２が形成される。
【００４０】
さらに、図示したように、必要な電力を積層ヒータ８０に供給するために、端子パッド１００が所定の領域に形成され、連続抵抗層８２と接触している。それに応じて、これらの端子パッド１００にリード線（図示せず）が接続され、このリード線は電源（図示せず）に接続されている。好ましくは、外部環境に対して熱的にも電気的にも分離するために、連続抵抗層８２の上に別の誘電体層（図示せず）が形成される。
【００４１】
抵抗層８２が実質的に基板８４全体にわたって連続しているので、抵抗層８２の中間領域９８が抵抗回路パターン９２の外側に形成される。この中間領域９８は、端子パッド１００が抵抗回路パターン９２と接続されており、パラレル・カット９０が抵抗回路パターン９２の境界を定めているので、「活電」になっていない。
【００４２】
図１９及び図２０に示したように、パラレル・カット９０（図２０に想像線で示す）は、連続抵抗層８２の全体に延びるが、長手方向には、対応する導電性オーバレイ８６のどの部分の中にも延びない。パラレル・カット９０は、中間領域９８が「活電」にならないように、抵抗回路パターン９２と中間領域９８の間の分離を保つことが好ましい。このため、パラレル・カット９０が導電性オーバレイ８６の中に延びる可能性はない。そうでなければ、中間領域９８が導電性オーバレイ８６と電気的に接触し、抵抗回路パターン９２を短絡することになる。
【００４３】
本明細書での記述は、本質的に単なる例示にすぎず、したがって、本開示の主旨から逸脱しない変形形態は、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲に含まれるものであることを理解されたい。そのような変形形態は、本開示の精神及び範囲から逸脱するものとみなされるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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