JP2000299180A

JP2000299180A - セラミックヒータの製造方法

Info

Publication number: JP2000299180A
Application number: JP11105879A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Aonuma; 伸一朗青沼; Shigeko Muramatsu; 滋子村松; Mitsuhiro Fujita; 光広藤田; Yoshiaki Kobayashi; 慶朗小林
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2000-10-24
Anticipated expiration: 2019-04-13
Also published as: JP3646914B2

Abstract

(57)【要約】【課題】極めて均一な加熱を可能とし得るセラミック
ヒータの製造方法を提供する。【解決手段】液相焼結による窒化アルミニウム焼結体
からなる基板１の片面に電熱回路用金属ペースト６を塗
布して乾燥すると共に、その片面の残余部分に低温焼結
助剤を添加したカバー用窒化アルミニウムペースト７を
塗布して乾燥した後、それらの上に上記窒化アルミニウ
ムペーストと同様のペースト８を塗布して乾燥し、しか
る後に、１５００〜１８００℃の温度で焼成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックヒータ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のセラミックヒータの製造
方法としては、窒化アルミニウム粉末にイットリア粉末
を添加、混合した原料をシート状に形成し、２枚の窒化
アルミニウム成形体（グリーンシート）の一方に発熱回
路用金属ペーストを塗布した後、その上に他方の窒化ア
ルミニウム成形体を積層し、積層体を窒素ガス雰囲気に
おいて１７５０℃の温度で焼成する方法（特開平７−３
２６６５５号公報参照）、又は窒化アルミニウム粉末や
イットリア粉末等の原料粉末を成形する時点で内部にス
パイラル状の抵抗発熱体を入れ、脱脂し、焼成あるいは
ホットプレスする方法（特開平５−１０１８７１号公報
参照）が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
いずれのセラミックヒータの製造方法においても、成形
体の形成時点で発熱回路又は抵抗発熱体を埋設してお
り、この成形体の焼成に伴って反り等の変形を生じて加
熱面の平面度が低下し、発熱回路又は抵抗発熱体と被加
熱物との間の距離のばらつきが生じるので、被加熱物に
温度むらを生じ、均一な加熱が困難になる不具合があ
る。又、たとえ、変形の生じた加熱面に研削加工を施
し、平面度を改善したとしても、発熱回路又は抵抗発熱
と加熱面との間の距離のばらつきは解消されず、同様な
不具合がある。そこで、本発明は、極めて均一な加熱を
可能とし得るセラミックヒータの製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第１のセラミックヒータの製造方法は、液
相焼結による窒化アルミニウム焼結体からなる基板の片
面に発熱回路用金属ペーストを塗布して乾燥すると共
に、その片面の残余部分に低温焼結助剤を添加したカバ
ー用窒化アルミニウムペーストを金属ペーストと同等の
厚みで塗布して乾燥した後、それらの上に上記窒化アル
ミニウムペーストと同様のペーストを塗布して乾燥し、
しかる後に、１５００〜１８００℃の温度で焼成するこ
とを特徴とする。第２のセラミックヒータの製造方法
は、液相焼結からなる窒化アルミニウム焼結体からなる
基板の片面に発熱回路用金属ペーストを塗布して乾燥し
た後、低温焼結助剤を添加したカバー用窒化アルミニウ
ム成形体を熱圧着し、しかる後に、１５００〜１８００
℃の温度で焼成することを特徴とする。又、第３のセラ
ミックヒータの製造方法は、第２の方法において、前記
窒化アルミニウム成形体の熱圧着に先立って、基板の片
面の残余部分に低温焼結助剤を添加したカバー用窒化ア
ルミニウムペーストを金属ペーストと同等の厚みで塗布
して乾燥することを特徴とする。一方、前記金属は、タ
ングステン又はこれにモリブデン、ニッケル及びコバル
トの１種以上を添加したものであることが好ましい。前
記低温焼結助剤は、イットリウム化合物及びリチウム化
合物であることが好ましい。又、前記ペーストの塗布
は、スクリーン印刷によることが好ましい。

【０００５】第１、第２のセラミックヒータの製造方法
においては、発熱回路となる金属ペーストとカバーとな
る窒化アルミニウム（ＡｌＮ）ペースト、ＡｌＮ成形体
の焼結が、基板の粒界成分が揮発したり、移動したりす
ることのない低温で行われる。又、第３のセラミックヒ
ータの製造方法においては、第２の方法による作用の
他、カバーの一部となる低温焼結助剤添加のＡｌＮペー
ストにより発熱回路となる金属ペーストの周辺の隙間が
完全に埋められる。

【０００６】基板は、焼結による発熱回路とカバーの形
成が１５００〜１８００℃の低温で行われ、粒界成分が
揮発したり、移動したりすることがないので、焼結助剤
に起因する粒界成分が多くても構わないが、粒界成分を
ＡｌＮに対して５重量％以下とすることが望ましく、よ
り望ましくは２重量％以下とする。このように粒界成分
を減らすことにより、発熱回路とカバー形成時の変形を
一層抑制することができる。基板は、少なくとも片面に
研削加工を施して反りを低減しておくことが望ましい。
反り量（基準面からの反り量）は、Ｘ、Ｙ方向共に５μ
ｍ以下にしておくことが望ましい。

【０００７】基板の作製に用いる焼結助剤としては、一
般的に用いられるイットリウム（Ｙ）化合物、希土類化
合物、アルカリ土類化合物の粉末を用いることができる
が、純度の点からＹ化合物粉末を用いることが望まし
く、更に、それらに後述するリチウム（Ｌｉ）化合物粉
末のように焼結温度を低下させるものを添加した低温焼
結助剤を用いてもよい。焼結助剤としてＹ化合物粉末を
用いる場合、ＡｌＮ粉末１００重量部に対し、イットリ
ア（Ｙ₂ Ｏ₃ ）換算で０．５〜２０重量部添加する。Ｙ
化合物粉末の添加量が、ＡｌＮ粉末１００重量部に対
し、Ｙ₂ Ｏ₃ 換算で０．５重量部未満であると、液相成
分が不足し、緻密な焼結体を得難い。一方、２０重量部
を超えると、未反応の焼結助剤が残存するおそれがあ
る。Ｙ化合物としては、Ｙ₂ Ｏ₃ 、フッ化イットリウム
（ＹＦ）、Ｙ₃ Ａｌ₅ Ｏ₁₂（ＹＡＧ）等の酸化イットリ
ウムアルミニウム、Ｙ₂ Ｏ₃ とアルミナ（Ａｌ₂ Ｏ ₃ ）
をＹＡＧとなる配合比で混合した混合粉末等が用いられ
る。

【０００８】基板作製時の焼成温度は、低温焼結助剤を
用いない場合には、１８００〜２０００℃とする。焼成
温度が、１８００℃未満であると、緻密な焼結体が得ら
れない。一方、２０００℃を超えると、過焼結となった
り、液相の揮発が進み気孔生成を招く。望ましい焼成温
度は、１８５０〜１９００℃である。又、Ｌｉ化合物粉
末（Ｌｉ化合物以外は、焼結時に揮発せずに残存するの
で好ましくない。）を添加した低温焼結助剤を用いる場
合には、１５００〜１８００℃の焼成温度としても構わ
ない。Ｌｉ化合物は、基板を焼成する際に揮発してしま
い、発熱回路とカバーを１８００℃以下の温度で焼成す
るときには、基板の液相の移動を生じないため、基板に
反りが発生することはない。

【０００９】発熱回路用金属ペーストは、金属粉末にペ
ースト用有機溶剤を添加して調製され、２００〜５００
ポイズの粘度が望ましい。粘度が、２００ポイズ未満で
あると、塗布物がだれる（形を保てない）。一方、５０
０ポイズを超えると、塗布が良好に行われず、スクリー
ン印刷の場合、スクリーンにペーストが残留し、転写が
行われない。

【００１０】金属としては、タングステン（Ｗ）、モリ
ブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）又はそれらの混合物
を用いることができるが、ＡｌＮと熱膨張率が最も近い
Ｗが発熱回路剥離防止の観点から好ましい。又、ＷにＭ
ｏ、ニッケル（Ｎｉ）及びコバルト（Ｃｏ）の１種以上
を添加すると、低温焼結においてＡｌＮとの密着性を向
上でき、好ましい。

【００１１】金属ペースト用有機溶剤としては、熱可塑
性セルロースエーテル樹脂、アクリル樹脂等の樹脂と、
ブチルカルビトール、フタル酸ジブチルの混合物等が用
いられる。

【００１２】カバー用ＡｌＮペーストは、ＡｌＮ粉末と
低温焼結助剤にペースト用有機溶剤を添加して調製さ
れ、発熱回路用金属ペーストと同様の２００〜５００ポ
イズの粘度が望ましい。粘度が、２００ポイズ未満であ
ると、塗布物がだれる（形を保てない）。一方、５００
ポイズを超えると、塗布が良好に行われず、スクリーン
印刷の場合、スクリーンにペーストが残留し、転写が行
われない。

【００１３】低温焼結助剤としては、Ｙ化合物粉末にＬ
ｉ化合物粉末を添加したものが好ましい。低温焼結助剤
は、ＡｌＮ粉末１００重量部に対し、Ｙ化合物粉末をＹ
₂ Ｏ₃ 換算で０．５〜２０重量部、Ｌｉ化合物粉末を酸
化リチウム（Ｌｉ₂ Ｏ）換算で０．１〜５０重量部添加
する。Ｙ化合物粉末の添加量が、ＡｌＮ粉末１００重量
部に対し、Ｙ₂ Ｏ₃ 換算で０．５重量部未満であると、
液相成分が不足し、緻密な焼結体を得難い。一方、２０
重量部を超えると、未反応のＹ化合物が残存するおそれ
がある。又、Ｌｉ化合物粉末の添加量が、ＡｌＮ粉末１
００重量部に対し、Ｌｉ₂ Ｏ換算で０．１重量部未満で
あると、焼結温度低下の効果が低い。一方、５０重量部
を超えると、僅かなＬｉが残存するおそれがある。Ｌｉ
化合物粉末は、僅かしか添加しないため、均一に分散さ
せるために、粒径２０μｍ以下のものを用いるのが望ま
しく、より好ましくは２μｍ以下とする。Ｌｉ化合物と
しては、Ｌｉ₂ Ｏ、炭酸リチウム（Ｌｉ₂ ＣＯ₃ ）、フ
ッ化リチウム（ＬｉＦ）、硝酸リチウム（ＬｉＮＯ
₃ ）、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、塩化リチウム（Ｌ
ｉＣｌ）、酢酸リチウム（ＬｉＣＨ₃ ＣＯＯ）、Ｙとの
複合酸化物及びアルミニウム（Ａｌ）との複合酸化物の
１種以上が用いられる。低温焼結助剤を用いると、発熱
回路とカバーの焼結温度を１５００〜１８００℃とでき
る。基板に反りが生じると、それに追従して発熱回路、
カバーに反りが生じ、セラミックヒータ全体が反ってし
まうが、このように、発熱回路とカバーを１８００℃以
下の温度で焼成することにより、基板の粒界相成分が揮
発したり、移動したりしないため（発生したとしても極
く僅かに抑えられる）、基板の反り、それに起因する発
熱回路、カバーの反りが生じない。

【００１４】ＡｌＮペースト用有機溶剤としては、熱可
塑性セルロースエーテル樹脂、アクリル樹脂等の樹脂
と、ブチルカルビトール、フタル酸ジブチルの混合物等
が用いられる。

【００１５】発熱回路とカバーの焼成温度が、１５００
℃未満であると、緻密な焼結が行えない。一方、１８０
０℃を超えると、基板の粒界相成分が揮発したり、移動
したりするため、基板の反り、それに起因する発熱回
路、カバーの反りが生じる。より好ましい焼成温度は１
５００〜１７５０℃である。

【００１６】又、カバーは、ＡｌＮ成形体の熱圧着によ
って形成してもよい。カバー用ＡｌＮ成形体の作製は、
ＡｌＮ粉末と低温焼結助剤にバインダーを添加し、基板
と同様にドクターブレード法や加圧成形法等によって成
形して行う。成形体の厚みの調整や焼結後のカバー表面
の研削加工により、所望のカバー厚みを容易に得ること
ができる。

【００１７】ＡｌＮ成形体の熱圧着は、１００〜２００
℃の温度で加熱し、０．５〜１００ｋｇ／ｃｍ² の圧力
で加圧して行う。

【００１８】ＡｌＮ成形体の熱圧着に先立って、基板の
片面の残余部分に低温焼結助剤を添加したカバー用Ａｌ
Ｎペーストを金属ペーストと同等の厚みで塗布して乾燥
することによって、発熱回路の周辺に空隙が生じること
がなく、カバーの焼結後に、その表面に対する研削加工
及び研磨加工を施さなくても、その平面度を使用可能な
範囲（反り量がＸ、Ｙ方向共に１０μｍ以下）のものと
することができ、又、発熱回路間での絶縁性を高めるこ
とができる。

【００１９】ペーストの塗布は、刷毛塗り等でもよい
が、スクリーン印刷によるのが好ましい。スクリーン印
刷は、非常に正確で簡便な方法であり、ＰＶＤ法やＣＶ
Ｄ法に比較して短時間（数十μｍ〜１００μｍ／ｈｒ）
で発熱回路やカバーの形成が可能である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１及び図２は本発明に係
るセラミックヒータの製造方法の実施の形態の一例によ
って得たセラミックヒータの平面図及び図１におけるII
−II線矢視断面図である。このセラミックヒータは、液
相焼結によるＡｌＮ焼結体からなる基板１の平坦な片面
（図２においては上面）に１回路型の発熱回路２を形成
すると共に、発熱回路２の両端を基板１に個別に挿着し
た金属端子３と接続し、かつ、発熱回路２及び基板１の
片面の残余部分を液相焼結によるＡｌＮ焼結体からなる
約１．５ｍｍの厚み（発熱回路表面からの厚み）の平坦
なカバー４によって被覆して構成されている。

【００２１】上記構成のセラミックヒータは、以下のよ
うにして製造した。先ず、基板１を作製するため、Ａｌ
Ｎ粉末１００重量部に対し、Ｙ₂ Ｏ₃ 粉末１重量部、バ
インダー成分としてポリビニルブチラール（ＰＶＢ）３
重量部を添加し、アルコール中でボールミルによる湿式
混合を行い、この混合物をスプレードライヤーにより造
粒し、金型を使用して造粒粉３００ｋｇ／ｃｍ² の圧力
で加圧成形した後、１ｔｏｎ／ｃｍ² の圧力で静水圧プ
レスして成形体を得た。次に、成形体を乾燥空気中にお
いて６００℃の温度で加熱して脱脂した後、窒素ガス雰
囲気において１９００℃の温度で焼成して焼結体を得、
しかる後、焼結体に研削加工を施し、図３に示すよう
に、円板状（直径２１０ｍｍ、厚み５ｍｍ）の基板１を
得た。得られた基板１の反り（基準面からの反り量）を
エアースライダーを使用して測定したところ、Ｘ，Ｙ方
向共に５μｍであった。なお、焼結体の表面加工は、研
削加工に限らず、ラッピング、ポリシングも可能であ
り、この場合、より反り量が低減する。

【００２２】次いで、図４に示すように、基板１に金属
端子挿着用の２つの穴５を所要位置に形成し、両穴５に
Ｗからなる金属端子３を、それぞれの一端面が基板１の
片面（図４においては上面）と同一面になるように、後
述するものと同様のＷペーストを介して挿着した。次
に、１回路型の発熱回路２を形成するため、基板１の片
面に発熱回路用金属ペーストであるＷペースト６をスク
リーン印刷により塗布した後、１１０℃の温度の乾燥器
（図示せず）内に納置して３０分間かけて乾燥し、室温
に戻す工程を数回繰り返し、乾燥状態で４０μｍの厚み
になるように調節した。使用したＷペースト６は、３０
０ポイズの粘度を有し、Ｗ粉末７０ｗｔ％、熱可塑性セ
ルロースエーテル樹脂５ｗｔ％、ブチルカルビトール２
０ｗｔ％、フタル酸ジブチル５ｗｔ％の成分比である。
又、スクリーン印刷器は、スクリーンがステンレス製４
００＃、乳剤厚み５０μｍである。なお、金属ペースト
の金属は、Ｗに限らず、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ又はそれらの混
合物としてもよい。又、ＷにＭｏ、Ｎｉ及びＣｏの１種
以上を添加してもよい。

【００２３】次に、基板１の片面にカバー４を形成する
ため、図５に示すように、基板１の片面の残余部分に、
低温焼結助剤を添加したカバー用ＡｌＮペースト７を、
Ｗペースト６と逆のパターンでスクリーン印刷により塗
布した後、１１０℃の温度の乾燥器（図示せず）内に納
置して３０分間かけて乾燥し、室温に戻す工程を数回繰
り返し、乾燥状態でＷペースト６と同等の厚みとなるよ
うに調節した。次いで、図６に示すように、乾燥したＷ
ペースト６とＡｌＮペースト７の上に、低温焼結助剤を
添加したカバー用ＡｌＮペースト８をスクリーン印刷に
より塗布した後、１１０℃の温度の乾燥器（図示せず）
内に納置して３０分間かけて乾燥し、室温に戻す工程を
数回繰り返し、乾燥後の最終厚みが１．７ｍｍになるよ
うに調節した。１００μｍの厚みに形成するために要し
た時間は１時間であった。使用したＡｌＮペースト７，
８は、３００ポイズの粘度を有し、ＡｌＮ粉末１００重
量部、Ｙ₂ Ｏ₃ 粉末３重量部、Ｌｉ₂ Ｏ粉末１重量部、
熱可塑性セルロースエーテル樹脂３重量部、ブチルカル
ビトール３０重量部、フタル酸ジブチル６重量部の成分
比である。又、スクリーン印刷器は、スクリーンがステ
ンレス鋼製４００＃、乳剤厚み５０μｍである。次に、
基板１を窒素ガス雰囲気において４５０℃の温度で１時
間熱処理し、各ペースト６，７，８中の有機物を分解さ
せた後、窒素ガス雰囲気において表１に示す各温度で２
時間かけてそれぞれ焼成した。上記焼成によって、Ｎ
ｏ．１のものを除き、Ｗペースト６は焼結して発熱回路
２となり、基板１と良好に接合し、又は、ＡｌＮペース
ト７，８は焼結して一体となってカバー４となり、発熱
回路２及び基板１と良好に接合した各セラミックヒータ
が得られた。

【００２４】得られた各セラミックヒータのエアースラ
イダーによるＸ−Ｙ方向の反り量、渦電流式膜厚計によ
るカバー厚み（発熱回路と加熱面の距離、１５ヶ所）、
及び減圧下で加熱面設定温度６００℃として加熱しサー
モグラフによる加熱面内の温度分布を測定した。Ｘ−Ｙ
方向の反り量は、表１に示すようになる一方、カバー厚
みは、Ｎｏ．１、Ｎｏ．６のものを除き、１．５±０．
０１ｍｍ〜１．５±０．０４ｍｍとほぼ均一であり、
又、面内温度分布は、Ｎｏ．６のものを除き、６００℃
±２℃〜６００℃〜７℃とほぼ均一であった。なお、Ｎ
ｏ．１のものはカバー４の表面をＳＥＭによって観察し
たところ、緻密化していないことが確認された。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１から発熱回路２とカバー４の焼結温度
を１５００〜１８００℃とすることにより、反り量が少
なく、発熱回路と加熱面の距離が均一で、面内温度分布
の均一なセラミックヒータを得ることができることがわ
かる。

【００２７】なお、焼結後のカバー４の表面には、必要
によって研削加工、及び研磨加工等を施してもよく、よ
り良好な平面度が得られる効果がある。

【００２８】図７及び図８は本発明に係るセラミックヒ
ータの製造方法の実施の形態の他の例によって得たセラ
ミックヒータの平面図及び図７におけるVIII−VIII線矢
視断面図である。このセラミックヒータは、液相焼結に
よるＡｌＮ焼結体からなる基板９の平坦な片面（図８に
おいては上面）に２回路型の発熱回路１０を形成すると
共に、発熱回路１０の各端を基板９に個別に挿着した金
属端子１１と接続し、かつ、発熱回路１０及び基板９の
片面の残余部分を液相焼結によるＡｌＮ焼結体からなる
約１．５ｍｍの厚み（発熱回路と加熱面の距離）の平坦
なカバー１２によって被覆して構成されている。

【００２９】上記構成のセラミックヒータは、以下のよ
うにして製造した。先ず、前述した実施の形態の一例と
同様にし、図９に示すように、円板状（直径２１０ｍ
ｍ、厚み５ｍｍ）の基板９を得た。得られた基板の反り
をエアースライダーを使用して測定したところ、Ｘ、Ｙ
方向共に４μｍであった。

【００３０】次に、図１０に示すように、金属端子挿着
用の４つの穴１３を所要位置に形成し、穴１３にＷから
なる金属端子１１を、それぞれの一端面が基板９の片面
（図１０においては上面）と同一面になるように、後述
するものと同様のＷペーストを介して挿着した。次い
で、２回路型の発熱回路１０を形成するため、前述した
実施の形態の一例と同様のＷペースト１４を同様のスク
リーン印刷により塗布した後、１１０℃の温度の乾燥器
（図示せず）内に納置して３０分間かけて乾燥し、室温
に戻す工程を数回繰り返し、乾燥状態で４０μｍの厚み
によるように調節した。

【００３１】次に、基板９の片面にカバー１２を形成す
るため、図１１に示すように、低温焼結助剤を添加した
カバー用ＡｌＮ成形体１５（直径２１０ｍｍ、厚み２ｍ
ｍ）を形成し、このＡｌＮ成形体を１００〜２００℃の
温度で加熱し、かつ、０．５〜１００ｋｇ／ｃｍ² の圧
力で加圧して基板９の片面に熱圧着した。ＡｌＮ成形体
１５は、ＡｌＮ粉末１００重量部、Ｙ₂ Ｏ₃ 粉末１０重
量部、Ｌｉ₂ Ｏ粉末５重量部、アクリル樹脂３重量部の
成分比からなる混合物をドクターブレード法や加圧成形
法等によって成形してなるものである。次いで、基板９
を窒素ガス雰囲気において４５０℃の温度で１時間熱処
理し、Ｗペースト１４及びＡｌＮ成形体１５中の有機物
を分解させた後、窒素ガス雰囲気において１７００℃の
温度で２時間かけて焼成し、しかる後に、カバー１２の
表面に研削加工及び研磨加工を施してセラミックヒータ
を得た。上記焼成によって、Ｗペースト１４は焼結して
発熱回路１０となり、基板９と良好に接合し、又、Ａｌ
Ｎ成形体１５は焼結してカバー１２となり、発熱回路１
０及び基板９と良好に接合した。

【００３２】得られたセラミックヒータのエアースライ
ダーによるＸ−Ｙ方向の反り量の平均値は２．３μｍ、
渦電流式膜厚計によるカバー厚み（発熱回路と加熱面の
距離、１５ヶ所）は１．５±０．０１ｍｍと均一であ
り、又、面内温度分布は減圧下での加熱面設定温度６０
０℃で±２℃と均一であった。

【００３３】ここで、上記実施の形態の他の例におい
て、ＡｌＮ成形体１５の熱圧着に先立って、実施の形態
の一例のように、基板９の片面の残余部分に低温焼結助
剤を添加したカバー用ＡｌＮペーストをＷペースト１４
と同等の厚みで塗布して乾燥するようにしてもよい。こ
のようにすることにより、カバー１２となるＡｌＮ成形
体１５の焼結後に、その表面に対する研削加工、及び研
磨加工等を施さなくとも、その平面度を使用可能な範囲
（１０μｍ以下）のものとすることができる。

【００３４】なお、前述した実施の形態の一例において
は、１回路型のセラミックヒータを製造する場合につい
て説明したが、これに限定されるものではなく、２回路
型のセラミックヒータの製造に適用してもよく、又、実
施の形態の他の例も、２回路型のセラミックヒータの製
造のみならず、１回路型のセラミックヒータの製造に適
用してもよいのは勿論である。又、基板は、円板状のも
のに限らず、円筒状のものであってもよく、その外周面
に発熱回路を形成すると共に、それらをカバーによって
被覆してセラミックヒータとしてもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１、第
２のセラミックヒータの製造方法によれば、発熱回路と
なる金属ペーストとカバーとなるＡｌＮペースト、Ａｌ
Ｎ成形体の焼結が、基板の粒界成分が発揮したり、移動
したりすることのない低温で行われるので、基板の反り
とそれに起因するカバー等の反りを低減でき、発熱回路
と加熱面の距離がほぼ均一となり、極めて均一な加熱を
可能とし得るセラミックヒータを得ることができる。
又、第３のセラミックヒータの製造方法によれば、カバ
ーの一部となる低温焼結助剤添加のＡｌＮペーストによ
り発熱回路となる金属ペーストの周辺の隙間が完全に埋
められるので、第２の方法と同様の作用効果が得られる
他、カバーとなるＡｌＮ成形体の焼結後に、その表面に
対する研削加工、及び研磨加工等を施さなくとも、その
平面度を使用可能な範囲のものとすることができると共
に、発熱回路間の絶縁性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るセラミックヒータの製造方法の実
施の形態の一例によって得たセラミックヒータの平面図
である。

【図２】図１におけるII−II線矢視断面図である。

【図３】本発明に係るセラミックヒータの製造方法の実
施の形態の一例を示す第１工程の断面図である。

【図４】本発明に係るセラミックヒータの製造方法の実
施の形態の一例を示す第２工程の断面図である。

【図５】本発明に係るセラミックヒータの製造方法の実
施の形態の一例を示す第３工程の断面図である。

【図６】本発明に係るセラミックヒータの製造方法の実
施の形態の一例を示す第４工程の断面図である。

【図７】本発明に係るセラミックヒータの製造方法の実
施の形態の他の例によって得たセラミックヒータの平面
図である。

【図８】図７におけるVIII−VIII線矢視断面図である。

【図９】本発明に係るセラミックヒータの製造方法の実
施の形態の他の例を示す第１工程の断面図である。

【図１０】本発明に係るセラミックヒータの製造方法の
実施の形態の他の例を示す第２工程の断面図である。

【図１１】本発明に係るセラミックヒータの製造方法の
実施の形態の他の例を示す第３工程の断面図である。

【符号の説明】

１基板６タングステンペースト（金属ペースト）７窒化アルミニウムペースト８窒化アルミニウムペースト９基板１４タングステンペースト（金属ペースト）１５窒化アルミニウム成形体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤田光広神奈川県秦野市曽屋30番地東芝セラミックス株式会社開発研究所内 (72)発明者小林慶朗神奈川県秦野市曽屋30番地東芝セラミックス株式会社開発研究所内Ｆターム(参考） 3K092 PP20 QA05 QB02 QB44 QB45 QB62 RF03 RF11 RF17 RF27 TT30 VV22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液相焼結による窒化アルミニウム焼結体
からなる基板の片面に発熱回路用金属ペーストを塗布し
て乾燥すると共に、その片面の残余部分に低温焼結助剤
を添加したカバー用窒化アルミニウムペーストを金属ペ
ーストと同等の厚みで塗布して乾燥した後、それらの上
に上記窒化アルミニウムペーストと同様のペーストを塗
布して乾燥し、しかる後に、１５００〜１８００℃の温
度で焼成することを特徴とするセラミックヒータの製造
方法。
【請求項２】液相焼結による窒化アルミニウム焼結体
からなる基板の片面に発熱回路用金属ペーストを塗布し
て乾燥した後、低温焼結助剤を添加したカバー用窒化ア
ルミニウム成形体を熱圧着し、しかる後に、１５００〜
１８００℃の温度で焼成することを特徴とするセラミッ
クヒータの製造方法。
【請求項３】前記窒化アルミニウム成形体の熱圧着に
先立って、基板の片面の残余部分に低温焼結助剤を添加
したカバー用窒化アルミニウムペーストを金属ペースト
と同等の厚みで塗布して乾燥することを特徴とする請求
項２記載のセラミックヒータの製造方法。
【請求項４】前記金属が、タングステン又はこれにモ
リブデン、ニッケル及びコバルトの１種以上を添加した
ものであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の
セラミックヒータの製造方法。
【請求項５】前記低温焼結助剤が、イットリウム化合
物及びリチウム化合物であることを特徴とする請求項
１、２、３又は４記載のセラミックヒータの製造方法。
【請求項６】前記ペーストの塗布が、スクリーン印刷
によることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記
載のセラミックヒータの製造方法。