JP2002080283A - セラミックス接合体及びその製造方法 - Google Patents
セラミックス接合体及びその製造方法Info
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- JP2002080283A JP2002080283A JP2000267551A JP2000267551A JP2002080283A JP 2002080283 A JP2002080283 A JP 2002080283A JP 2000267551 A JP2000267551 A JP 2000267551A JP 2000267551 A JP2000267551 A JP 2000267551A JP 2002080283 A JP2002080283 A JP 2002080283A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 接合強度及び高温での耐久性に優れたセラミ
ックス接合体を提供する。 【解決手段】 複数のセラミックス焼結体部材がイット
リウムアルミニウムガーネットを介在して接合されてい
る。
ックス接合体を提供する。 【解決手段】 複数のセラミックス焼結体部材がイット
リウムアルミニウムガーネットを介在して接合されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のセラミック
ス焼結体部材を接合してなる静電チャックやセラミック
ヒータ等のセラミックス接合体及びその製造方法に関す
る。
ス焼結体部材を接合してなる静電チャックやセラミック
ヒータ等のセラミックス接合体及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のセラミックス接合体とし
ては、複数のセラミックス焼結体部材を直に接合したも
の、あるいは複数のセラミックス焼結体部材を樹脂から
なる接合剤を介して接合したものが知られている。
ては、複数のセラミックス焼結体部材を直に接合したも
の、あるいは複数のセラミックス焼結体部材を樹脂から
なる接合剤を介して接合したものが知られている。
【０００３】前者のセラミックス接合体は、セラミック
ス焼結体部材相互の接合部を平滑に研磨した後、熱処理
して製造され、又、後者のセラミックス接合体は、セラ
ミックス焼結体部材相互の接合界面に樹脂接合剤を介在
させて製造されるものである。
ス焼結体部材相互の接合部を平滑に研磨した後、熱処理
して製造され、又、後者のセラミックス接合体は、セラ
ミックス焼結体部材相互の接合界面に樹脂接合剤を介在
させて製造されるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の前者の
セラミックス接合体及びその製造方法では、接合界面が
複雑になると、接合に十分な研磨加工を施すことが困難
であったり、研磨加工を施しても十分な接合強度が得ら
れない不具合がある。又、後者のセラミックス接合体及
びその製造方法では、製造は容易に行い得るものの、樹
脂の耐熱性が低いため、高温での使用が制限される等の
不具合がある。加えて、一般的に、樹脂は耐プラズマ性
に乏しく、このような接合体は、プラズマに曝されるよ
うな用途には適さない。
セラミックス接合体及びその製造方法では、接合界面が
複雑になると、接合に十分な研磨加工を施すことが困難
であったり、研磨加工を施しても十分な接合強度が得ら
れない不具合がある。又、後者のセラミックス接合体及
びその製造方法では、製造は容易に行い得るものの、樹
脂の耐熱性が低いため、高温での使用が制限される等の
不具合がある。加えて、一般的に、樹脂は耐プラズマ性
に乏しく、このような接合体は、プラズマに曝されるよ
うな用途には適さない。
【０００５】そこで、本発明は、接合強度及び高温での
耐久性に優れ、かつ、複雑な形状であっても容易に製造
し得るセラミックス接合体及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
耐久性に優れ、かつ、複雑な形状であっても容易に製造
し得るセラミックス接合体及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明のセラミックス接合体は、複数のセラミック
ス焼結体部材がイットリウムアルミニウムガーネットを
介在して接合されていることを特徴とする。前記セラミ
ックス焼結体部材は、イットリウムアルミニウムガーネ
ットよりも融点の高い酸化物セラミックス又は非酸化物
セラミックスからなることが好ましい。
め、本発明のセラミックス接合体は、複数のセラミック
ス焼結体部材がイットリウムアルミニウムガーネットを
介在して接合されていることを特徴とする。前記セラミ
ックス焼結体部材は、イットリウムアルミニウムガーネ
ットよりも融点の高い酸化物セラミックス又は非酸化物
セラミックスからなることが好ましい。
【０００７】一方、セラミックス接合体の製造方法は、
複数のセラミックス焼結体部材同士、セラミックス仮焼
体部材同士又はセラミックス成形体部材同士の接合面間
にイットリウムアルミニウムガーネットを介装させて所
望の形状に組み立てた後、１７００℃以上の温度で熱処
理することを特徴とする。前記接合面間へのイットリウ
ムアルミニウムガーネットの介装は、イットリウムアル
ミニウムガーネット粉末を有機溶剤を用いてペースト状
としたものの一方若しくは双方の接合面への塗布によっ
て行うことが好ましい。前記セラミックス焼結体部材、
セラミックス仮焼体部材又はセラミックス成形体部材
は、イットリウムアルミニウムガーネットより融点の高
い酸化物セラミックス又は非酸化物セラミックスからな
ることが好ましい。又、前記熱処理中にイットリウムア
ルミニウムガーネットを融解させることが好ましい。
複数のセラミックス焼結体部材同士、セラミックス仮焼
体部材同士又はセラミックス成形体部材同士の接合面間
にイットリウムアルミニウムガーネットを介装させて所
望の形状に組み立てた後、１７００℃以上の温度で熱処
理することを特徴とする。前記接合面間へのイットリウ
ムアルミニウムガーネットの介装は、イットリウムアル
ミニウムガーネット粉末を有機溶剤を用いてペースト状
としたものの一方若しくは双方の接合面への塗布によっ
て行うことが好ましい。前記セラミックス焼結体部材、
セラミックス仮焼体部材又はセラミックス成形体部材
は、イットリウムアルミニウムガーネットより融点の高
い酸化物セラミックス又は非酸化物セラミックスからな
ることが好ましい。又、前記熱処理中にイットリウムア
ルミニウムガーネットを融解させることが好ましい。
【０００８】上記セラミックス接合体においては、セラ
ミックス焼結体部材同士が、セラミックスとの接合性、
耐プラズマ性が良好で、１９００℃以上の融点、２００
ＭＰａ以上の曲げ強度を有するイットリウムアルミニウ
ムガーネット（ＹＡＧ：Ｙ3Ａｌ5Ｏ12）によって接合さ
れる。
ミックス焼結体部材同士が、セラミックスとの接合性、
耐プラズマ性が良好で、１９００℃以上の融点、２００
ＭＰａ以上の曲げ強度を有するイットリウムアルミニウ
ムガーネット（ＹＡＧ：Ｙ3Ａｌ5Ｏ12）によって接合さ
れる。
【０００９】ＹＡＧよりも融点が高い酸化物セラミック
スとしては、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム等の
セラミックスが用いられる。又、ＹＡＧよりも融点が高
い非酸化物セラミックスとしては、窒化ケイ素、窒化ア
ルミニウム等の窒化物セラミックスや炭化ケイ素等の炭
化物セラミックス等が用いられる。
スとしては、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム等の
セラミックスが用いられる。又、ＹＡＧよりも融点が高
い非酸化物セラミックスとしては、窒化ケイ素、窒化ア
ルミニウム等の窒化物セラミックスや炭化ケイ素等の炭
化物セラミックス等が用いられる。
【００１０】上記セラミックス接合体の製造方法におい
ては、セラミックス焼結体部材同士、セラミックス仮焼
体部材同士又はセラミックス成形体部材同士が、相互の
接合面に研磨加工を施すことなく、接合面間に介装され
たＹＡＧによって接合され、かつ、セラミックス仮焼体
部材及びセラミックス成形体部材がセラミックス焼結体
部材となる。
ては、セラミックス焼結体部材同士、セラミックス仮焼
体部材同士又はセラミックス成形体部材同士が、相互の
接合面に研磨加工を施すことなく、接合面間に介装され
たＹＡＧによって接合され、かつ、セラミックス仮焼体
部材及びセラミックス成形体部材がセラミックス焼結体
部材となる。
【００１１】接合面間へのＹＡＧの介装を、ＹＡＧ粉末
を有機溶剤（例えば、テルピネオール等）を用いてペー
スト状としたものの一方若しくは双方の接合面への塗布
（例えば、スクリーン印刷）によって行うことにより、
均一にむらなく、かつ、一定の厚みで行うことが可能と
なる。
を有機溶剤（例えば、テルピネオール等）を用いてペー
スト状としたものの一方若しくは双方の接合面への塗布
（例えば、スクリーン印刷）によって行うことにより、
均一にむらなく、かつ、一定の厚みで行うことが可能と
なる。
【００１２】熱処理中にＹＡＧを融解させることによ
り、ＹＡＧを隈無く行き渡らせることが可能となる。こ
の場合、ＹＡＧの焼結体も用いることができ、かつ、接
合面からＹＡＧが流れ出さないようにする。
り、ＹＡＧを隈無く行き渡らせることが可能となる。こ
の場合、ＹＡＧの焼結体も用いることができ、かつ、接
合面からＹＡＧが流れ出さないようにする。
【００１３】接合面間へのＹＡＧの介装は、ＹＡＧ粉末
をペースト状としたものの一方若しくは双方の接合面へ
の塗布に限らず、ＹＡＧ粉末そのもの、ＹＡＧ粉末を水
若しくは有機溶剤（例えば、エチルアルコール等）を用
いてスラリー状とし、ドクタブレード法によって成形し
た薄板状成形体又はこれを仮焼成した薄板状仮焼体とし
たものを接合面間に介装するようにしてもよい。塗布、
薄板状成形体によるＹＡＧの介装の場合、熱処理前に脱
脂や仮焼工程を必要に応じて行ってもよい。又、熱処理
温度が、１７００℃未満であると、ＹＡＧの焼結が不十
分となり、十分な接合強度を得ることができない。ＹＡ
Ｇの融点は、前述したように１９００℃以上であるが、
その中に含まれる微量不純物等の影響により、１８００
℃程度を超えると融解を生じることがあるため、後述す
るようにＹＡＧを融解させる場合を除き、熱処理の上限
温度を１８００℃程度以下とすることが好ましい。熱処
理時の降温速度は、ＹＡＧの熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ程
度と乏しく、耐熱衝撃性が低いため、できる限り遅くす
ることが望ましい。又、接合するセラミックスとＹＡＧ
との熱膨張率差が大きい場合には、特に、降温速度に留
意しなければならない。更に、熱処理は、常圧で行って
も加圧しながら行っても差し支えなく、又、その雰囲気
は、接合するセラミックスの種類により任意に定めて差
し支えないが、炭素を含む雰囲気においては、熱処理中
にＹＡＧが分解してしまうことがあるため、注意を要す
る。
をペースト状としたものの一方若しくは双方の接合面へ
の塗布に限らず、ＹＡＧ粉末そのもの、ＹＡＧ粉末を水
若しくは有機溶剤（例えば、エチルアルコール等）を用
いてスラリー状とし、ドクタブレード法によって成形し
た薄板状成形体又はこれを仮焼成した薄板状仮焼体とし
たものを接合面間に介装するようにしてもよい。塗布、
薄板状成形体によるＹＡＧの介装の場合、熱処理前に脱
脂や仮焼工程を必要に応じて行ってもよい。又、熱処理
温度が、１７００℃未満であると、ＹＡＧの焼結が不十
分となり、十分な接合強度を得ることができない。ＹＡ
Ｇの融点は、前述したように１９００℃以上であるが、
その中に含まれる微量不純物等の影響により、１８００
℃程度を超えると融解を生じることがあるため、後述す
るようにＹＡＧを融解させる場合を除き、熱処理の上限
温度を１８００℃程度以下とすることが好ましい。熱処
理時の降温速度は、ＹＡＧの熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ程
度と乏しく、耐熱衝撃性が低いため、できる限り遅くす
ることが望ましい。又、接合するセラミックスとＹＡＧ
との熱膨張率差が大きい場合には、特に、降温速度に留
意しなければならない。更に、熱処理は、常圧で行って
も加圧しながら行っても差し支えなく、又、その雰囲気
は、接合するセラミックスの種類により任意に定めて差
し支えないが、炭素を含む雰囲気においては、熱処理中
にＹＡＧが分解してしまうことがあるため、注意を要す
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、具体的な実施例及び比較例を参照して説明する。先
ず、表１に示すように、各種のセラミックス焼結体から
なる各々２つの基材（３０ｍｍ×３０ｍｍ×３０ｍｍ）
を準備し、それぞれの接合面となる一面を平面研削盤に
よって表面粗さ１μｍ程度に研削加工した。次に、各一
方の基材の研削面に、ＹＡＧ粉末をテルピネオールを用
いてペースト状にしたものをスクリーン印刷機によって
塗布し、１１０℃の温度の乾燥器中で１時間かけて乾燥
した後、大気中において６００℃の温度で脱脂した。次
いで、各基材の接合面を当接して重ね合わせ、表１に示
す温度及び常圧の雰囲気で熱処理し、実施例の各セラミ
ックス接合体を得た。又、酸化アルミニウムからなる２
つの基材をポリイミド系樹脂の接合剤を用いて接合し、
比較例のセラミックス接合体を得た。得られた実施例及
び比較例の各セラミックス接合体を、三点曲げ試験機の
圧子が接合面に平行になるようにし、３ｍｍ×４ｍｍ×
４０ｍｍの寸法のテストピースとし、圧子が接合部にな
るように三点曲げ試験を行ったところ、それぞれの曲げ
強度は、表１に示すようになった。
て、具体的な実施例及び比較例を参照して説明する。先
ず、表１に示すように、各種のセラミックス焼結体から
なる各々２つの基材（３０ｍｍ×３０ｍｍ×３０ｍｍ）
を準備し、それぞれの接合面となる一面を平面研削盤に
よって表面粗さ１μｍ程度に研削加工した。次に、各一
方の基材の研削面に、ＹＡＧ粉末をテルピネオールを用
いてペースト状にしたものをスクリーン印刷機によって
塗布し、１１０℃の温度の乾燥器中で１時間かけて乾燥
した後、大気中において６００℃の温度で脱脂した。次
いで、各基材の接合面を当接して重ね合わせ、表１に示
す温度及び常圧の雰囲気で熱処理し、実施例の各セラミ
ックス接合体を得た。又、酸化アルミニウムからなる２
つの基材をポリイミド系樹脂の接合剤を用いて接合し、
比較例のセラミックス接合体を得た。得られた実施例及
び比較例の各セラミックス接合体を、三点曲げ試験機の
圧子が接合面に平行になるようにし、３ｍｍ×４ｍｍ×
４０ｍｍの寸法のテストピースとし、圧子が接合部にな
るように三点曲げ試験を行ったところ、それぞれの曲げ
強度は、表１に示すようになった。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１から分かるように、ＹＡＧを介装して
１７００℃以上の温度で熱処理することにより、接合強
度を２００ＭＰａ以上とし得る。
１７００℃以上の温度で熱処理することにより、接合強
度を２００ＭＰａ以上とし得る。
【００１７】なお、上述した実施の形態においては、基
材を焼結体と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、基材を成形体、仮焼体としても差
し支えない。又、ＹＡＧは、ペースト状として用いる場
合に限らず、粉末、成形体、仮焼体、焼結体、スラリー
状等として用いてもよい。
材を焼結体と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、基材を成形体、仮焼体としても差
し支えない。又、ＹＡＧは、ペースト状として用いる場
合に限らず、粉末、成形体、仮焼体、焼結体、スラリー
状等として用いてもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のセラミッ
クス接合体によれば、セラミックス焼結体部材同士が、
セラミックスとの接合性、耐プラズマ性が良好で、１９
００℃以上の融点、２００ＭＰａ以上の曲げ強を有する
ＹＡＧによって接合されるので、従来に比べて接合強
度、高温での耐久性及び耐プラズマ性に優れたものとす
ることができる。又、セラミックス接合体の製造方法に
よれば、相互の接合面に研磨加工を施す必要がないの
で、複雑な形状のものであっても容易に製造することが
できる。
クス接合体によれば、セラミックス焼結体部材同士が、
セラミックスとの接合性、耐プラズマ性が良好で、１９
００℃以上の融点、２００ＭＰａ以上の曲げ強を有する
ＹＡＧによって接合されるので、従来に比べて接合強
度、高温での耐久性及び耐プラズマ性に優れたものとす
ることができる。又、セラミックス接合体の製造方法に
よれば、相互の接合面に研磨加工を施す必要がないの
で、複雑な形状のものであっても容易に製造することが
できる。
Claims (6)
- 【請求項１】 複数のセラミックス焼結体部材がイット
リウムアルミニウムガーネットを介在して接合されてい
ることを特徴とするセラミックス接合体。 - 【請求項２】 前記セラミックス焼結体部材がイットリ
ウムアルミニウムガーネットよりも融点の高い酸化物セ
ラミックス又は非酸化物セラミックスからなることを特
徴とする請求項１記載のセラミックス接合体。 - 【請求項３】 複数のセラミックス焼結体部材同士、セ
ラミックス仮焼体同士又はセラミックス成形体同士の接
合面間にイットリウムアルミニウムガーネットを介装さ
せて所望の形状に組み立てた後、１７００℃以上の温度
で熱処理することを特徴とするセラミックス接合体の製
造方法。 - 【請求項４】 前記接合面間へのイットリウムアルミニ
ウムガーネットの介装を、イットリウムアルミニウムガ
ーネット粉末を有機溶剤を用いてペースト状としたもの
の一方若しくは双方の接合面への塗布によって行うこと
を特徴とする請求項３記載のセラミックス接合体の製造
方法。 - 【請求項５】 前記セラミックス焼結体部材、セラミッ
クス仮焼体部材又はセラミックス成形体部材がイットリ
ウムアルミニウムガーネットより融点の高い酸化物セラ
ミックス又は非酸化物セラミックスからなることを特徴
とする請求項３又は４記載のセラミックス接合体の製造
方法。 - 【請求項６】 前記熱処理中にイットリウムアルミニウ
ムガーネットを融解させることを特徴とする請求項３、
４又は５記載のセラミックス接合体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000267551A JP2002080283A (ja) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | セラミックス接合体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000267551A JP2002080283A (ja) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | セラミックス接合体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002080283A true JP2002080283A (ja) | 2002-03-19 |
Family
ID=18754458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000267551A Withdrawn JP2002080283A (ja) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | セラミックス接合体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002080283A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007111199A1 (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Ngk Insulators, Ltd. | 焼結体、発光管及びその製造方法 |
| JP2008044344A (ja) * | 2006-03-24 | 2008-02-28 | Ngk Insulators Ltd | 焼結体、発光管及びその製造方法 |
| WO2018016418A1 (ja) * | 2016-07-20 | 2018-01-25 | 日本特殊陶業株式会社 | 半導体製造装置用部品 |
-
2000
- 2000-09-04 JP JP2000267551A patent/JP2002080283A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007111199A1 (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Ngk Insulators, Ltd. | 焼結体、発光管及びその製造方法 |
| JP2008044344A (ja) * | 2006-03-24 | 2008-02-28 | Ngk Insulators Ltd | 焼結体、発光管及びその製造方法 |
| EP2000447A2 (en) * | 2006-03-24 | 2008-12-10 | Ngk Insulators, Ltd. | Sintered body, light emitting tube and process for manufacturing the same |
| EP2000447A4 (en) * | 2006-03-24 | 2012-07-25 | Ngk Insulators Ltd | SINTER BODY, LIGHT EMISSION STROKE AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR |
| WO2018016418A1 (ja) * | 2016-07-20 | 2018-01-25 | 日本特殊陶業株式会社 | 半導体製造装置用部品 |
| JPWO2018016418A1 (ja) * | 2016-07-20 | 2018-07-19 | 日本特殊陶業株式会社 | 半導体製造装置用部品 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20041026 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070305 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20070711 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20091113 |