JP2001203066A

JP2001203066A - ホットプレート及び導体ペースト

Info

Publication number: JP2001203066A
Application number: JP2000126786A
Authority: JP
Inventors: Enrei Shu; 延伶周
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1999-05-07
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2001-07-27
Also published as: EP1185143A1; EP1185143A9; EP1185143A4; WO2000069218A1

Abstract

(57)【要約】【課題】ふくれが少なく、密着性に優れ、かつ比抵抗
の大きい導体パターンを備えたホットプレートを提供す
ること。【解決手段】このホットプレート３は、導体パターン
１０，１０ａを備える窒化物セラミック基板９を使用し
たものである。導体パターン１０，１０ａは、酸化ルテ
ニウム、ビスマスまたはその酸化物、ガラスフリット及
び貴金属粒子からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック基板を
使用したホットプレート及び導体ペーストに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造プロセスにおいて、例えば感
光性樹脂塗布工程を経たシリコンウェハを加熱乾燥させ
る場合、通常、ホットプレートと呼ばれる加熱装置が用
いられる。

【０００３】ホットプレートの形成材料としては、近
年、アルミナ等のセラミック製基板がよく用いられる。
アルミナ基板の片側面には、導体層としての抵抗体が所
定パターン状に形成され、その抵抗体の一部には端子接
続用パッドが形成される。なお、このような導体層は、
アルミナ基板用の銀ペーストを基板に印刷塗布した後、
加熱して焼き付けることにより形成される。その後、パ
ッドには端子ピンがはんだ付けされ、その端子ピンには
配線を介して電源が接続される。そして、ホットプレー
トの上面側に被加熱物であるシリコンウェハを載置し、
この状態で抵抗体に通電することにより、シリコンウェ
ハが１００℃以上に加熱されるようになっている。

【０００４】なお、導体パターン形成のための導体ペー
ストとしては、銀粒子６０重量％〜８０重量％と、ほう
珪酸鉛をベースとするガラスフリット１重量％〜１０重
量％と、バインダ１重量％〜１０重量％と、溶剤１０重
量％〜３０重量％とを含んだものが通常よく用いられて
いる（特開平４−３００２４９号公報参照）。特に、副
成分であるガラスフリットは、導体パターンに好適な密
着性を確保するうえで必要とされる。

【０００５】ところで、上記従来の鉛系のペーストをそ
のまま窒化アルミニウム基板や炭化珪素基板のようなセ
ラミック基板に適用した場合、以下のような不都合が生
じる。即ち、ペースト焼き付け時の熱によって、窒化ア
ルミニウムにペースト中の酸化物が作用し、アルミナ及
び窒素ガスを多量に発生させる反応が起こってしまう。
これをもたらす主な原因は、ガラスフリット中の酸化
物、特に酸化鉛が多く含まれることによるものと考えら
れている。この場合、ペースト焼き付け時に発生した高
圧の窒素ガスは、銀粒子の粒界を通り抜けて、むりやり
外部に出ようとする。その結果、導体パターンにふくれ
が起こりやすくなり、パターンの形成精度が悪化する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一方、ホットプレート
の用途によっては、現状のものよりも導体パターンの比
抵抗を大きくしておきたいことがある。この場合、ペー
スト中の銀粒子量を相対的に少なくしてガラスフリット
量を相対的に多くすれば、導体パターンに占める導電成
分の比率が小さくなり、結果として比抵抗が増大する。

【０００７】しかしながら、単純にこのような手法を採
ったのでは、ペースト焼き付け時に窒素ガスの発生量が
増加することが予想され、導体パターンのふくれにつな
がる可能性が高い。

【０００８】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、ふくれが少なく、密着性に優れ、
かつ比抵抗の大きい導体パターンを備えたホットプレー
ト及び、その製造に好適な導体ペーストを提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、以下の１〜７を提案する。１．導体パターンを備えるセラミック基板を使用したホ
ットプレートにおいて、前記導体パターンは、酸化ルテ
ニウム、ガラスフリット及び貴金属粒子からなることを
特徴とするホットプレート。

【００１０】２．前記導体パターンは、酸化ルテニウ
ム、ビスマスまたはその酸化物、ガラスフリット及び貴
金属粒子からなることを特徴とする請求項１に記載のホ
ットプレート。

【００１１】３．前記セラミック基板は窒化物セラミッ
ク基板または炭化物セラミック基板であることを特徴と
する請求項１または２に記載のホットプレート。４．前記ガラスフリットは、ほう珪酸亜鉛を含むことを
特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のホッ
トプレート。

【００１２】５．前記貴金属粒子は、金粒子、銀粒子、
白金粒子及びパラジウム粒子のうちから選ばれる少なく
とも１種であることを特徴とする請求項１乃至４のいず
れか１項に記載のホットプレート。

【００１３】６．酸化ルテニウム、ガラスフリット及び
貴金属粒子からなることを特徴とする導体ペースト。７．酸化ルテニウム、ビスマスまたはその酸化物、ガラ
スフリット及び貴金属粒子からなることを特徴とする導
体ペースト。

【００１４】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項１，６に記載の発明によると、導体パターン
には酸化ルテニウムが含まれている。このため、比抵抗
の増大を目的としてガラスフリットの添加量を多め（貴
金属に対して１０重量％以上）に設定した場合であって
も、ガラスフリットとセラミック基板との反応を抑制
し、導体パターンのふくれの発生を防止できる。従っ
て、ふくれが少なく、比抵抗の大きい導体パターンとな
る。また、酸化ルテニウム自体も比抵抗を上げる機能を
有していると考えられる。

【００１５】また、請求項２，７に記載のようにビスマ
スまたはその酸化物を添加することにより、ガラスフリ
ットとセラミック基板との反応がさらに抑制されるた
め、密着性に優れた導体パターンとなる。

【００１６】請求項３に記載の発明によると、窒化物セ
ラミック基板や炭化物セラミック基板を使用しているた
め、熱伝導率及び高温耐熱性に優れたものとなる。特に
耐熱性に優れかつ熱伝導率が高い窒化アルミニウム基板
を用いることにより、高温での使用にも耐えうる実用的
なホットプレートを得ることができる。

【００１７】請求項４に記載の発明によると、ほう珪酸
亜鉛を含むガラスフリットは、ほう珪酸鉛を含む従来品
とは異なり、セラミック基板における窒化物と反応して
窒素ガス等を発生させる酸化物が少なく、従って、これ
を成分とする材料を用いて導体パターンを形成したとし
ても、窒素ガスを多量に発生させるには至らず、導体パ
ターンにふくれが起こりにくくなる。

【００１８】請求項５に記載の発明によると、高温に晒
されても比較的酸化しにくく、しかも充分大きな抵抗値
を示す金属粒子を用いているため、発熱のための抵抗体
として好適な導体パターンを容易に得ることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態のホットプレートユニット１を図１，図２に基づき
詳細に説明する。

【００２０】図１に示されるホットプレートユニット１
は、ケーシング２及びホットプレート３を主要な構成要
素として備えている。ケーシング２は有底状の金属製部
材であって、断面円形状の開口部４をその上部側に備え
ている。なお、ケーシング２は有底状のものに限定され
ず、底無し状のものであってもよい。当該開口部４には
環状のシールリング１４を介してホットプレート３が取
り付けられる。ケーシング２の底部２ａの外周部には電
流供給用のリード線６を挿通するためのリード線引出用
孔７が形成され、各リード線６はそこからケーシング２
の外部に引き出されている。

【００２１】セラミック基板９からなる本実施形態のホ
ットプレート３は、感光性樹脂が塗布されたシリコンウ
ェハＷ１を５０℃〜８００℃にて乾燥させたり、スパッ
タリング用の加熱を行うためのホットプレート３であ
る。

【００２２】前記セラミック基板９としては、耐熱性に
優れかつ熱伝導率が高いという性質を有する窒化物セラ
ミック基板あるいは炭化物セラミックを選択することが
よく、具体的には窒化アルミニウム基板、窒化珪素基
板、窒化ホウ素基板、窒化チタン基板、炭化珪素、炭化
硼素、炭化チタン等を選択することがよい。これらの中
でも、特に窒化アルミニウム基板を選択することが望ま
しく、次いで窒化珪素基板を選択することが望ましい。
その理由は、これらのものは、上記の窒化物セラミック
のなかでも熱伝導率が高い部類に属するからである。

【００２３】このセラミック基板９は、円盤状をした厚
さ約１ｍｍ〜１００ｍｍ程度の板状物であって、ケーシ
ング２の外形寸法より若干小径となるように設計されて
いる。

【００２４】図１，図２に示されるように、セラミック
基板９の下面側には、導体パターンとしての配線抵抗１
０が同心円状ないし渦巻き状に形成されている。配線抵
抗１０の端部にはパッド１０ａが形成されている。な
お、配線抵抗１０及びパッド１０ａは、セラミック基板
９の表面に導体ペースト（貴金属ペースト）Ｐ１を印刷
した後、それを加熱して焼き付けたものである。なお、
本実施形態のホットプレート３では、導体パターン形成
層の反対側、即ち上面側をシリコンウェハＷ１の加熱面
としている。このような構成の利点は、ホットプレート
３に温度ムラが生じにくくなり、シリコンウェハＷ１を
均一に加熱できるようになることである。

【００２５】貴金属ペーストＰ１に由来する本実施形態
の配線抵抗１０及びパッド１０ａは、貴金属粒子を主成
分として含み、さらにガラスフリット等の副成分を含ん
でいる。本実施形態において使用される貴金属粒子は、
好ましくは平均粒径が６μｍ以下かつ鱗片状の貴金属粒
子であることがよい。

【００２６】鱗片状の貴金属粒子は、金粒子（Ａｕ粒
子）、銀粒子（Ａｇ粒子）、白金粒子（Ｐｔ粒子）及び
パラジウム粒子（Ｐｄ粒子）のうちから選ばれる少なく
とも１種であることが好ましい。これらの貴金属は高温
に晒されても比較的酸化しにくく、通電により発熱させ
るにあたって充分大きな抵抗値を示すからである。

【００２７】図１，図２に示されるように、前記各パッ
ド１０ａには、導電性材料からなる端子ピン１２の基端
部がはんだ付けされている。その結果、各端子ピン１２
と配線抵抗１０との電気的な導通が図られている。各端
子ピン１２の先端部には、リード線６の先端部にあるソ
ケット６ａが嵌着されている。従って、リード線６及び
端子ピン１２を介して配線抵抗１０に電流を供給する
と、配線抵抗１０の温度が上昇し、ホットプレート３全
体が加熱される。

【００２８】次に、このホットプレート３を製造する手
順の一例を簡単に説明する。セラミックの粉体に、必要
に応じてイットリアなどの焼結助剤やバインダー等を添
加してなる混合物を作製し、これを３本ロール等により
均一に混練する。この混練物を材料として、厚さ１〜１
００ｍｍ程度の板状生成形体をプレス成形により作製す
る。

【００２９】作製された生成形体に対してパンチングま
たはドリリングによる穴あけを行い、図示しないピン挿
通孔を形成する。次いで、穴あけ工程を経た生成形体を
乾燥、仮焼成及び本焼成して完全に焼結させることによ
り、セラミック焼結体製の基板９を作製する。焼成工程
はホットプレス装置によって行われることがよく、その
温度は１５００℃〜２０００℃程度に設定されることが
よい。この後、セラミック基板９を所定径（本実施形態
では２３０mmφ）にかつ円形状に切り出し、これをバフ
研磨装置等を用いて表面研削加工する。

【００３０】上記工程を経た後、あらかじめ調製してお
いた貴金属ペーストＰ１を、セラミック基板９の下面側
にスクリーン印刷等により均一に塗布する。ここで使用
される貴金属ペーストＰ１は、貴金属粒子のほかに、酸
化ルテニウム、ガラスフリット、樹脂バインダ、溶剤を
含んでいる。同貴金属ペーストＰ１は、さらにビスマス
または酸化ビスマスを含んでいることがよい。

【００３１】貴金属粒子は、貴金属ペーストＰ１中にお
いて４０重量％〜６０重量％含まれていることがよく、
ガラスフリットは１０重量％〜３０重量％（但し貴金属
に対して１０重量％以上）含まれていることがよい。

【００３２】貴金属粒子の量が多すぎると、配線抵抗１
０等における導電成分の占める比率の増加によって、比
抵抗が小さくなってしまうからである。逆に、貴金属粒
子の量が少なすぎると、比抵抗の増大という点からは好
ましい反面、ガラスフリット量が相対的に多くなること
で、ふくれが起こりやすくなるからである。ガラスフリ
ットの量が多すぎる場合についても、同様に配線抵抗１
０等にふくれが起こりやすくなる。逆に、ガラスフリッ
トの量が少なすぎると、ふくれが起こりにくくなる反
面、密着性の向上が図れなくなる。

【００３３】貴金属ペーストＰ１中には、上記のごとく
ビスマス（Ｂｉ）または酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）が含
まれていることが望ましい。即ち、これらの物質を添加
しておくと、ガラスフリットの添加量が多くても（貴金
属に対して１０重量％以上であっても）、ふくれの発生
が抑制されるとともに、配線抵抗１０等の密着性も改善
される、という試験結果を得ているからである。

【００３４】なお、これらの物質は他の酸化物に比べて
比較的容易に酸化・還元される性質があり、この性質が
ふくれ発生の抑制及び密着性の改善に何らかのかたちで
寄与しているものと、現時点では推測されている。

【００３５】ここで、基板材料として例えば窒化アルミ
ニウムを選択した場合、酸化ビスマスは、ペースト焼き
付け時に窒化アルミニウムと反応してアルミナ及び窒素
ガスを発生させる、いわば窒化アルミニウムに対する酸
化剤として作用する。また、ビスマスは空気に晒される
ことで簡単に酸化されて酸化ビスマスとなる。

【００３６】また、基板材料として例えば窒化珪素を選
択した場合、酸化ビスマスは、ペースト焼き付け時に窒
化珪素と反応してシリカ及び窒素ガスを発生させる、い
わば窒化珪素に対する酸化剤として作用する。同様にビ
スマスも間接的には窒化珪素に対する酸化剤になると把
握できる。

【００３７】ビスマスまたは酸化ビスマスは、貴金属ペ
ーストＰ１中に１重量％〜１０重量％程度含まれている
ことがよく、さらには５重量％〜１０重量％程度含まれ
ていることがよく、特には７重量％〜８重量％程度含ま
れていることがよい。ビスマスまたは酸化ビスマスの含
有量が少なすぎると、添加による効果を充分に期待する
ことができず、ふくれの防止及び密着性の顕著な改善に
つながらないからである。逆に、ビスマスまたは酸化ビ
スマスの含有量があまりに多すぎると、貴金属とビスマ
スまたは酸化ビスマスが混合せず、抵抗値にばらつきが
発生する。

【００３８】さらに、貴金属ペーストＰ１中には、酸化
ルテニウム（ＲｕＯ₂）が含まれている必要がある。こ
の場合、酸化ルテニウムは、ビスマスまたは酸化ビスマ
スとともにガラスフリットと窒化アルミニウムなどのセ
ラミック基板との反応を適度に抑制することにより、反
応ガスの発生を防止するものと考えられる。

【００３９】貴金属ペーストＰ１中において酸化ルテニ
ウムは０．５重量％〜５重量％程度、特には１重量％〜
２重量％程度含まれていることがよい。酸化ルテニウム
の量が少なすぎると、ビスマスまたは酸化ビスマスによ
って引き起こされる反応を確実に抑制することができ
ず、ガラスフリット添加量が多いときにふくれを確実に
防止できなくなるおそれがある。逆に、酸化ルテニウム
の量が多すぎると、ビスマスまたは酸化ビスマスによっ
て引き起こされる反応が過度に抑制され、ガラスフリッ
ト添加量が多いときに密着性の向上を達成できなくなる
おそれがある。なお、酸化ルテニウムの含有量は、ビス
マスまたは酸化ビスマスの含有量以下であることがよ
い。

【００４０】ガラスフリットとしては、ほう珪酸亜鉛
（ＳｉＯ₂：Ｂ₂Ｏ₃：ＺｎＯ₂）を含むものの使用が好ま
しく、特には、ほう珪酸亜鉛を主成分として含むものの
使用がより好ましい。より具体的にいうと、ほう珪酸亜
鉛に対し少量の酸化物を添加したものの使用が望まし
い。酸化物の具体例としては、酸化アルミニウム（Ａｌ
₂Ｏ₃）、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）、酸化鉛（Ｐｂ
Ｏ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化クロム（Ｃｒ₂
Ｏ₃）、酸化銅（ＣｕＯ）等がある。ここに列挙した酸
化物は、ベースであるほう珪酸亜鉛に対して、１種のみ
添加されていてもよく、２種以上組み合わせて添加され
ていてもよい。なお、ペースト焼き付け時においてこれ
らの酸化物は、基板材料に対する酸化剤として作用する
ため、自らは還元される。

【００４１】先に列挙した各種酸化物の重量比は、ベー
スであるほう珪酸亜鉛の重量比の１／２０倍〜１／５倍
程度であることがよい。この重量比が小さすぎると、ガ
ラスフリット中において上記酸化物の存在率が高くなる
結果、窒素ガスに起因するふくれを充分に防止できなく
なるおそれがある。逆に、この重量比が大きすぎると、
ガラスフリット中において上記酸化物の存在率が小さく
なる結果、配線抵抗１０等の密着性を充分に向上できな
くなるおそれがある。

【００４２】その他、貴金属ペーストＰ１中には、有機
ビヒクルとしての樹脂バインダが２重量％〜１５重量％
ほど含まれ、溶剤が１０重量％〜３０重量％ほど含まれ
ていることがよい。樹脂バインダの例としては、例えば
エチルセルロース等のセルロース類などがある。溶剤は
印刷性や分散性の向上を目的として添加される成分であ
って、その具体例としてはアセテート類、ブチルセロソ
ルブ等のセロソルブ類、ブチルカルビトール等のカルビ
トール類などが挙げられる。ここに列挙した溶剤は、１
種のみ用いられてもよく、２種以上混合して用いられて
もよい。

【００４３】セラミック基板９上に塗布された貴金属ペ
ーストＰ１を約７５０℃の温度で所定時間加熱すると、
貴金属ペーストＰ１中の溶剤が揮発し、配線抵抗１０及
びパッド１０ａが焼き付けられる。溶融したガラスフリ
ットはセラミック基板９に近づく方向に移動する傾向が
あり、逆に貴金属粒子はセラミック基板９から離れる方
向に移動する傾向がある。

【００４４】その後、パッド１０ａにはんだＳ１を介し
て端子ピン１２を接合して、ホットプレート３を完成さ
せ、さらにこれをケーシング２の開口部４に取り付けれ
ば、図１に示す所望のホットプレートユニット１が完成
する。

【００４５】

【実施例及び比較例】［サンプル１〜８の作製］実施例
１〜５、比較例１〜３では、窒化アルミニウム粉末（平
均粒径１．１μm）１００重量部に、Ｙ₂Ｏ₃（平均粒径
０．４μm）４重量部、アクリル系樹脂バインダ（三井
化学社製、商品名：ＳＡ−５４５，酸価１．０）８重量
部を添加して混合した。このようにして得た混合物を均
一に混練してなる混練物をプレス成形用型に入れてプレ
スすることにより、板状生成形体を作製した。

【００４６】次いで、穴あけ加工及び乾燥を行った後、
成形体を窒素雰囲気中で３５０℃、４時間の脱脂を行
い、バインダを熱分解させた。さらに、脱脂された成形
体を１６００℃、３時間の条件でホットプレス焼成し、
セラミック基板９としての窒化アルミニウム基板を得
た。なお、ホットプレスの圧力は１５０ｋｇ／ｃｍ²に
設定した。

【００４７】この後、基板切り出し及び表面研削加工を
行った後、ペースト塗布工程を行った。同工程では、下
記のごとき組成の貴金属ペーストＰ１を用い、かつ塗布
時の厚さを２５μm程度に設定し、上記の手順に準拠し
て８種のサンプルを作製した（表１参照）。

【００４８】貴金属粒子としては、鱗片状かつ平均粒径
５μｍの銀粒子を１種のみ用いた。そして、貴金属ペー
ストＰ１としての銀ペースト中における銀粒子の添加量
を、サンプル５では４５重量％に設定し、サンプル２，
４，７では５０重量％に設定し、サンプル１，３，６で
は５５重量％に設定し、サンプル８では７０重量％に設
定した。

【００４９】ガラスフリットとしては、ほう珪酸亜鉛を
ベースとして含むもの（即ち亜鉛系のもの）を用いた。
各サンプルにおけるガラスフリットの添加量は表１に示
され、その詳細な組成は表１の下欄に示されている。各
サンプルごとのビスマスの添加量及び酸化ルテニウムの
添加量についても、表１に示すとおりである。

【００５０】樹脂バインダとしてはエチルセルロースを
選択し、溶剤としてはブチルカルビトールを選択した。
サンプル６，７，８については、ビスマスが添加されて
いる反面、酸化ルテニウムが添加されていない。この点
で、サンプル６，７，８は本実施形態における好適な条
件を満たさないものとなっている。しかも、サンプル８
については、銀粒子量に比べてガラスフリット量が少な
めに設定されている。この点に関しても、サンプル８は
本実施形態における好適な条件を満たさないものとなっ
ている。以上のことから、サンプル１〜５を実施例１〜
５として位置づけ、サンプル６〜８を比較例１〜３とし
て位置づけた。［比較試験及びその結果］得られた８種のサンプルの各
々を用いて、セラミック基板９に対するペースト印刷及
び焼き付けを行い、２ｍｍ角のテスト用パターンを複数
箇所に形成した。そして、肉眼及び光学顕微鏡の両方で
観察を行なうことにより、テスト用パターンにおけるふ
くれの有無を調査した。ふくれのなかったテスト用パタ
ーンについては、さらに引っ張り強度試験を実施し、測
定値の平均（ｋｇｆ／２ｍｍ□）を算出した。同時にマ
ルチメータで抵抗値を測定するとともに、測定長及びパ
ターン断面積に基づいてパターンの比抵抗（μΩ・ｃ
ｍ）を算出した。比抵抗については、目的値を１０μΩ
・ｃｍとした。これらの試験の結果を表１に示す。

【００５１】

【表１】表１から明らかなように、各実施例１〜５では、ふくれ
が全く認められず、充分な引っ張り強度が確保されるば
かりでなく、比抵抗が目的値よりも大きくなることが確
認された。一方、比較例１，２ではふくれが認められ、
パターン形成精度に劣るものとなっていた。比較例３で
は、ふくれが認められず、充分な引っ張り強度が確保さ
れる反面、目的値よりも大きな比抵抗を達成することが
できなかった。［サンプル９の作製］実施例６では、窒化珪素粉末（平
均粒径１．１μm）４５重量部に、Ｙ₂Ｏ₃（平均粒径
０．４μm）２０重量部、Ａｌ₂Ｏ₃（平均粒径０．５μ
m）１５重量部、ＳｉＯ₂（平均粒径０．５μm）２０重
量部、アクリル系樹脂バインダ（三井化学社製、商品
名：ＳＡ−５４５，酸値１．０）８重量部を混合した。

【００５２】このようにして得た混合物を均一に混練し
てなる混練物をプレス成形用型に入れてプレスすること
により、板状生成形体を作製した。次いで、穴あけ加工
及び乾燥を行った後、成形体を窒素雰囲気中で３５０
℃、４時間の脱脂を行い、バインダを熱分解させた。さ
らに、脱脂された成形体を１６００℃、３時間の条件で
ホットプレス焼成し、セラミック基板９として窒化珪素
基板を得た。なお、ホットプレスの圧力は１５０ｋｇ／
ｃｍ²に設定した。

【００５３】この後、基板切り出し及び表面研削加工を
行った後、ペースト塗布工程を行った。ここでは貴金属
ペーストＰ１として、下記のごとき組成のものを用い、
かつ塗布時の厚さを２５μm程度に設定してサンプル９
を作製した。なお、ここではビスマスに代えて酸化ビス
マスを使用した。

【００５４】・貴金属粒子：パラジウム粒子（昭栄化
学工業製Ｐｄ−７３０）が１００重量部、・ガラスフリット：ＳｉＯ₂が２．０重量部、Ｂ₂Ｏ₃
が５．０重量部、ＺｎＯが１０．０重量部、ＰｂＯが
１．２重量部、・Ｂｉ₂Ｏ₃：１．１重量部、・ＲｕＯ₂：１．０重量部、・樹脂バインダ：３．４重量部、・溶剤としてのブチルカルビトール：１７．９重量
部。

【００５５】そして、塗布された貴金属ペーストＰ１を
約７５０℃の温度で所定時間加熱することにより、配線
抵抗１０及びパッド１０ａを焼き付け、実施例６のホッ
トプレート３であるサンプル９を完成させた。［比較試験及びその結果］得られた前記サンプル９につ
いて、実施例１〜５及び比較例１〜３について行なった
のと同様の比較試験を行なった。その結果、配線抵抗１
０等にふくれは認められなかった。また、引っ張り強度
は１１．５ｋｇｆ／２ｍｍ□であり、前記実施例１〜５
よりもさらに高い値を示した。そして、パターンの比抵
抗も１１０μΩ・ｃｍであり、目的値よりもかなり大き
くなることが確認された。

【００５６】従って、本実施形態の各実施例によれば以
下のような効果を得ることができる。（１）実施例１〜６のホットプレート３の場合、導体パ
ターン（即ち配線抵抗１０及びパッド１０ａ）の比抵抗
の増大を目的として、ガラスフリットの添加量が貴金属
粒子に対して１０重量％以上となるように調整されてい
る。

【００５７】従って、配線抵抗１０等に占める導電成分
の比率が小さく、極めて比抵抗が大きくなっている。よ
って、発熱性能に優れたホットプレート３を得ることが
できる。また、このようなホットプレート３は、例えば
高温加熱等（２００℃以上）の用途に好適なものとな
る。

【００５８】（２）実施例１〜５のホットプレート３で
は、酸化ルテニウム、ビスマス、ガラスフリット及び銀
粒子からなる配線抵抗１０及びパッド１０ａが形成され
ている。また、実施例６のホットプレート３では、酸化
ルテニウム、酸化ビスマス、ガラスフリット、パラジウ
ム粒子からなる配線抵抗１０及びパッド１０ａが形成さ
れている。

【００５９】ゆえに、比抵抗の増大を目的としてガラス
フリットの添加量を多めに設定した場合であっても、ビ
スマスまたはその酸化物及び酸化ルテニウムの相乗作用
によって、配線抵抗１０等のふくれの発生が確実に防止
される。従って、ふくれがなく、比抵抗の大きい（即ち
１０μΩ・ｃｍ以上の）配線抵抗１０等となる。また、
ビスマスまたはその酸化物を含んでいることから、密着
性に優れた配線抵抗１０等となる。このため、発熱性能
に優れるばかりでなく、パターン形成精度にも優れかつ
高信頼性のホットプレート３を得ることができる。

【００６０】なお、実施例１〜５において貴金属ペース
トＰ１中のビスマスをほぼ同量の酸化ビスマスに置き換
えたり、実施例６において貴金属ペーストＰ１中の酸化
ビスマスをほぼ同量のビスマスに置き換えてもよい。

【００６１】（３）実施例１〜５では、とりわけ耐熱性
に優れかつ熱伝導率が高い窒化アルミニウム基板をセラ
ミック基板９として用いている。このため、高温での使
用にも耐えうる実用的なホットプレート３を得ることが
できる。

【００６２】（４）実施例１〜６では、１重量％〜１０
重量％という好適量のビスマスまたは酸化ビスマスを含
む貴金属ペーストＰ１を用いている。このため、ふくれ
の防止、密着性の向上及び比抵抗の増大をより確実に達
成することができる。

【００６３】（５）実施例１〜６では、０．５重量％〜
５重量％という好適量の酸化ルテニウムを含む貴金属ペ
ーストＰ１を用いている。このため、ふくれの防止、密
着性の向上及び比抵抗の増大をより確実に達成すること
ができる。

【００６４】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。・鱗片状の貴金属粒子に代えて、球形状の貴金属粒子
を用いてもよい。また、貴金属粒子を１種のみ用いるこ
とのみに限定されず、必要に応じて２種（例えば鱗片状
のもの＋球形状のもの）またはそれ以上のものを混合し
て用いてもよい。

【００６５】・ほう珪酸亜鉛をベースとするガラスフ
リット中に含まれる酸化物は、前記実施形態の各実施例
にて示したもの（Ａｌ₂Ｏ₃）のみに限定されず、別のも
のに変更されても勿論よい。

【００６６】・セラミック基板９はプレス成形法を経
て製造されたもののみに限定されることはなく、例えば
ドクターブレード装置を利用したシート成形法を経て製
造されたものでもよい。シート成形法を採用した場合、
例えば積層されたシート間に配線抵抗１０を配設するこ
とができるので、高温用のホットプレート３を比較的容
易に実現することができる。

【００６７】・導体パターンは実施形態において例示
した配線抵抗１０やパッド１０ａのみに限定されること
はなく、それ以外のものであってもよい。・セラミック基板９に対して貴金属ペーストＰ１を塗
布する方法としては、スクリーン印刷法のみならず、例
えば捺印法などのその他の手法もある。

【００６８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ふくれもなく、セラミック基板との密着性にも優れ、比
抵抗も１０μΩ・ｃｍ以上と大きなホットプレートを得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一実施形態のホットプレー
トユニットの概略断面図。

【図２】実施形態のホットプレートユニットの要部拡大
断面図。

【符号の説明】

３…ホットプレート、９…セラミック基板、１０…導体
パターンとしての配線抵抗、１０ａ…導体パターンの一
部であるパッド、Ｐ１…導体ペースト（貴金属ペース
ト）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 3/10 Ｈ０５Ｂ 3/14 Ｂ 3/14 3/16 3/16 3/20 ３２８ 3/20 ３２８Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６７Ｆターム(参考） 3K034 AA02 AA03 AA04 AA05 AA08 AA10 AA20 AA21 AA34 BB06 BB14 BC12 BC29 CA02 CA03 CA05 CA14 CA22 HA01 HA10 JA02 3K092 QA05 QB02 QB03 QB04 QB20 QB76 QC02 QC07 RF03 RF11 RF22 5E033 AA18 AA23 AA25 AA27 5F046 KA04 KA10 5G301 DA03 DA05 DA11 DA12 DA33 DA34 DA37 DD01 DE01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導体パターンを備えるセラミック基板を使
用したホットプレートにおいて、前記導体パターンは、
酸化ルテニウム、ガラスフリット及び貴金属粒子からな
ることを特徴とするホットプレート。
【請求項２】前記導体パターンは、酸化ルテニウム、ビ
スマスまたはその酸化物、ガラスフリット及び貴金属粒
子からなることを特徴とする請求項１に記載のホットプ
レート。
【請求項３】前記セラミック基板は窒化物セラミック基
板または炭化物セラミック基板であることを特徴とする
請求項１または２に記載のホットプレート。
【請求項４】前記ガラスフリットは、ほう珪酸亜鉛を含
むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記
載のホットプレート。
【請求項５】前記貴金属粒子は、金粒子、銀粒子、白金
粒子及びパラジウム粒子のうちから選ばれる少なくとも
１種であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
１項に記載のホットプレート。
【請求項６】酸化ルテニウム、ガラスフリット及び貴金
属粒子からなることを特徴とする導体ペースト。
【請求項７】酸化ルテニウム、ビスマスまたはその酸化
物、ガラスフリット及び貴金属粒子からなることを特徴
とする導体ペースト。