JP3386683B2 - 金属部材内蔵セラミックス部材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電チャック等
の、金属電極等の金属部材を内蔵するセラミックス部材
を製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、半導体ウエハーの搬送、露光、化
学的気相成長法、物理的気相成長法、スパッタリング等
の成膜プロセス、微細加工、洗浄、プラズマエッチン
グ、ダイシング等の工程において、半導体ウエハーを吸
着し、保持するために、静電チャックが使用されてい
る。こうした静電チャックの基材として、緻密質セラミ
ックスが注目されており、特に急激な温度変化によって
破壊しないような耐熱衝撃性を備えている材料として、
緻密質の窒化アルミニウム、窒化珪素、アルミナ等が注
目されている。

【０００３】また、ホットプレス法によるセラミックス
の加圧焼成法は、窒化珪素、炭化珪素、窒化アルミニウ
ム等の各種のセラミックスの焼結のために使用されてき
ている。本出願人は、特開平５−３１８４２７号公報に
おいて、スリーブの内側面と、パンチの成形体と接触す
る表面とを、グラファイトホイル等の耐熱性箔片によっ
て被覆することを提案した。これは、高温、高圧下で、
スリーブやパンチとセラミックスとの化学反応による生
成物や、セラミックスが、スリーブやパンチに強固に付
着するのを防止する上で、極めて有効な方法であった。

【０００４】また、本出願人は、特願平７−２１８１５
８号明細書において、セラミックスヒーター、セラミッ
クス静電チャック、セラミックス高周波電極装置、セラ
ミックスサセプター等の半導体製造用装置の基材を製造
するために、窒化アルミニウムセラミックスをホットプ
レスすることを開示している。この公報に記載の方法に
おいては、型内に窒化アルミニウム粉末の成形体を収容
するのに際して、成形体とスリーブとの間、成形体とス
ペーサーとの間に、グラファイトホイルを被覆し、この
被覆によって成形体の周囲の雰囲気を制御し、かつ成形
体とスリーブおよびスペーサーとの反応を防止してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ホットプレス
法で、静電チャック電極等の金属電極が埋設されたセラ
ミックス部材を製造していく過程で、次の問題点が新た
に発生してくることが判明した。即ち、セラミックス部
材を製造し、その基材の内部に金属電極を埋設するため
には、通常は、セラミックス粉末の予備成形体を一軸加
圧成形法によって製造し、この際予備成形体の内部に予
め金属電極を埋設しておく。そして、この予備成形体
を、金属電極に対して実質的に垂直な方向に圧力が加わ
るようにホットプレスすることによって焼結体を得、こ
の焼結体を研磨加工等している。

【０００６】しかし、例えば静電チャックにおいては、
セラミックス部材中の静電チャック電極の平坦度を向上
させることが必要である。なぜなら、静電チャック電極
と絶縁性誘電層の吸着面との間隔にバラツキがあると、
吸着面上の半導体ウエハーの吸着力にバラツキが生ずる
からである。また、例えばセラミックス部材の内部のヒ
ーター用電極が基材の表面に対して傾斜していると、ヒ
ーターの表面温度にバラツキが発生する。このように、
金属電極が埋設されている各種のセラミックス製品にお
いて、セラミックス部材内の金属電極の平坦度を確保す
ることが極めて重要である。

【０００７】本発明者は、セラミックス部材の内部の金
属電極と、セラミックス部材の表面との間隔を一定にす
るために、次の方法を実施した。即ち、図１に示す焼結
体２０の内部には、平板状の金属電極４が埋設されてい
る。焼結体２０は、金属電極４によって、相対的に厚さ
の小さい第一の部分２２と、相対的に厚さの大きい第二
の部分２１とに区分されている。

【０００８】ここで、金属電極４と、加工後のセラミッ
クス部材の表面との間隔を、金属電極４の全面にわたっ
て一定にすることが要求されている。ここで、金属電極
４と表面２０ａとの間隔に誤差を生じさせる要因は二つ
考えられる。一つは、金属電極４の全体が表面２０ａに
対して傾斜していることである。例えば、金属電極４の
中心線Ｃを引いてみたとき、通常は中心線Ｃが、焼結体
の表面２０ａに対して傾斜している。

【０００９】本出願人は、金属電極４の焼結体表面２０
ａに対する傾斜をなくするために、焼結体２０の表面２
０ａからの金属電極４の距離ｍを、超音波の照射によっ
て測定してみた。この方法では、焼結体表面２０ａの各
部分に超音波を照射し、焼結体の内部の金属電極４によ
る超音波の反射を利用し、金属電極４と表面２０ａとの
距離を測定する。

【００１０】この方法によって金属電極４の中心線Ｃの
座標を算出できる。そして、平面研削加工ないし平面研
磨加工によって、第一の部分２２内に、中心線Ｃの平行
線Ａに沿って研磨面を形成し、かつ、第二の部分２１内
に、中心線Ｃの平行線Ｂに沿って研磨面を形成できる。
これによって、セラミックス部材の表面（研磨面）と金
属電極４の中心線Ｃとを平行にすることは可能になっ
た。

【００１１】しかし、この方法によって加工できるの
は、焼結体２０の表面だけであり、焼結体２０の内部に
埋設された金属電極４の形状を変化させることはできな
い。しかし、現実には、金属電極４は中心線Ｃに沿って
おらず、中心線Ｃに対して凹凸があるのが通常である。
このため、セラミックス部材中に埋設されている金属電
極４の中心線Ｃに対する平坦度を、向上させることが必
要である。

【００１２】本発明の課題は、所定平面に沿って金属電
極等の金属部材が内蔵されているセラミックス部材であ
って、セラミックス部材が金属部材によって、互いに厚
さの異なる第一の部分と第二の部分とに区分されている
セラミックス部材を製造するのに際して、金属部材の平
坦度を向上させることである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定平面に沿
って金属部材が内蔵されているセラミックス部材であっ
て、前記セラミックス部材が前記金属部材によって第一
の部分と第二の部分とに区分されており、前記第一の部
分の厚さが前記第二の部分の厚さよりも小さいセラミッ
クス部材を製造するのに際して、前記第一の部分の成形
体を一軸加圧成形法によって成形し、前記第一の部分の
成形体の表面に前記金属部材を設け、次いで前記第一の
部分の成形体および前記金属部材の上に前記第二の部分
の原料を配置し、一軸加圧成形法によって前記第二の部
分を成形して予備成形体を得、予備成形において前記第
一の部分の厚さを１．０としたとき、前記第二の部分の
厚さを１．４以上、１０以下となるように、かつ前記第
一の部分を成形する際の成形圧力を、前記第二の部分を
成形する際の成形圧力以上とし、かつ前記第二の部分の
成形圧力の２倍以下とし、次いでこの予備成形体をホッ
トプレス焼成することを特徴とする。

【００１４】なお、第一の部分の厚さおよび第二の部分
の厚さとは、金属部材から垂直方向に見たときの第一の
部分の厚さおよび第二の部分の厚さを言う。

【００１５】以下、適宜図面を参照しつつ、本発明を更
に詳細に説明する。

【００１６】図２は、本発明を適用できるセラミックス
部材を例示する断面図であり、図３（ａ）は、図２のセ
ラミックス部材のうち一部を切り欠いて示す斜視図であ
り、図３（ｂ）は、金属部材の一例である、金網からな
る電極７を示す斜視図である。

【００１７】例えば略円盤形状のセラミックス部材１の
基材６の内部に、金属部材の一例である、金網７からな
る金属電極４が埋設されている。半導体ウエハーの設置
面１ａ側には、所定厚さの絶縁性誘電層（第一の部分）
２が形成されている。基材６のうち支持部分（第二の部
分）３側には、端子５が埋設されており、端子５が金属
電極４に接続されている。端子５の端面が、基材６の裏
面１ｂに露出している。

【００１８】本実施例における金属電極４は、図３
（ａ）、（ｂ）に示すような金網７によって形成されて
いる。金網７は、円形の枠線７ａと、枠線７ａの内部に
縦横に形成されている線７ｂとからなっており、これら
の間に網目８が形成されている。

【００１９】ここで、本発明の対象となるセラミックス
部材は、図２に例示するように、第一の部分２の厚さｔ
₁ と第二の部分３の厚さｔ₂ とが異なるものである。

【００２０】本発明のセラミックス部材を製造するため
には、セラミックスの予備成形体中に金属部材を埋設す
る必要があるが、この工程において、第一の部分の成形
体を一軸加圧成形法によって成形し、第一の部分の成形
体の表面に金属部材を設け、次いで第一の部分の上に第
二の部分の原料を配置し、一軸加圧成形法によって第二
の部分を成形して予備成形体を得ることによって、予備
成形体のホットプレス後に、セラミックス部材中の金属
部材の平坦度が著しく向上し、具体的には４０μｍ以下
のレベルにまで安定して向上することを発見した。

【００２１】この一軸加圧成形のプロセスについて、図
４、図５を参照しつつ説明する。図４（ａ）〜（ｃ）
は、本発明のプロセスを説明するための概略断面図であ
る。図４（ａ）に示すように、型９、上パンチ１１、下
パンチ１０の中にセラミックス原料を充填し、加圧成形
して第一の部分の成形体１２Ａを得る。次いで、図４
（ｂ）に示すように、第一の部分の成形体１２Ａの上
に、金属部材の例である金属電極４を設ける。成形体１
２Ａおよび金属電極４上にセラミックス原料１３を充填
する。

【００２２】次いで、図４（ｃ）に示すように、再び一
軸加圧成形を行い、成形体１２および金属電極４上に第
二の部分の成形体１４を成形し、予備成形体１７を得
る。ただし、１７ａ、１７ｂは加圧面であり、１７ｃは
非加圧面である。

【００２３】一方、本発明者は、図５（ａ）〜（ｃ）に
示すような一軸加圧成形方法も詳細に検討したが、セラ
ミックス部材中の金属電極４の平坦度を向上させること
は困難であった。

【００２４】この一軸加圧成形方法においては、図５
（ａ）に示すように、まずセラミックス原料を加圧成形
して、厚さの大きい第二の部分の成形体１５Ａを得る。
次いで、図５（ｂ）に示すように、第二の部分の成形体
１５Ａの上に金属電極４を設け、この上にセラミックス
原料１３を充填する。次いで、図５（ｃ）に示すよう
に、再び一軸加圧成形を行い、第二の部分の成形体１５
および金属電極４上に、厚さが相対的に小さい第一の部
分の成形体１６を成形し、予備成形体１８を得る。

【００２５】本発明に従う一軸加圧成形方法によって、
ホットプレス後のセラミックス部材中の金属部材の一例
である金属電極の平坦度が、著しく向上した理由は、以
下のように推測される。即ち、前記のように二段階に分
けて予備成形体を成形する場合には、最初に成形される
成形体１２Ａまたは１５Ａが、金属電極４を設けるため
の土台となる。ここで、土台となる成形体１２Ａ、１５
Ａには、後で成形される成形体１４、１６の成形圧力が
金属電極４を介して加わったときに、変形することなく
耐えうるだけの強度と密度とが要求される。

【００２６】この点で、本発明のプロセスによれば、最
初に厚さが相対的に小さい成形体１２Ａを成形してお
り、この成形体１２Ａは、後で成形される成形体１４の
成形圧力に耐えうるだけの強度と密度を、成形体１２Ａ
の全体にわたって備えやすいため、後の成形時に成形体
１２Ａが変形しにくく、このために金属電極４が変形せ
ず、平坦度が向上するものと思われる。

【００２７】一方、図５に示すようなプロセスによれ
ば、最初に厚さが相対的に大きい成形体１５Ａを成形し
ており、この成形体１５Ａは、後で成形される成形体１
６の成形圧力に耐えうるだけの強度と密度とを、成形体
の全体にわたって備えにくい。つまり、成形体１５Ａに
局所的に密度の小さい部分が発生し易い。このため、後
の成形時に成形体１５Ａが変形し易く、このために金属
電極４が変形し易いものと思われる。

【００２８】本発明においては、第一の部分の厚さを
１．０としたとき、第二の部分の厚さを１０以下とす
る。第一の部分が薄くなり過ぎると、第一の部分の成形
体１２Ａの土台としての強度が、全体に低くなりやすい
ために、第二の部分を成形したときに成形体１２にラミ
ネーションやクラックが発生し易くなる。

【００２９】一方、第一の部分の厚さを１．０としたと
き、第二の部分の厚さは１．４以上とする。第一の部分
の成形体１２Ａが厚くなり過ぎると、金属電極４を設置
してから第二の部分を成形するときの成形圧力に耐えう
るだけの強度と密度とを、成形体１２Ａに付与すること
が難しくなる。

【００３０】

【００３１】また、一軸加圧成形工程においては、第一
の部分を成形する際の成形圧力を、第二の部分を成形す
る際の成形圧力以上とする。第一の部分を成形する際の
成形圧力よりも、第二の部分を成形する際の成形圧力を
大きくすると、第二の部分を成形する段階で、土台とな
る第一の部分の成形体１２Ａが変形を伴いつつ収縮する
ため、金属電極４が変形し易くなる。

【００３２】一方、第一の部分を成形する際の成形圧力
を、第二の部分の成形圧力の２倍以下とする。第一の部
分の成形圧力が第二の部分の成形圧力に比べて大きすぎ
ると、第一の部分の成形体１２の密度が第二の部分の成
形体１４の密度よりも大きくなりすぎる。この結果、ホ
ットプレス工程において、金属電極４の両側の第一の部
分と第二の部分との間で、原料の再配列の状態と液相生
成による流動状態とが異なってくるため、金属電極が局
部的に変形し易くなる。

【００３３】金属部材は、平面状の金属バルク材である
ことが最も好ましい。しかし、印刷されたものも含む。
金属部材は、セラミックスの焼成温度で安定な高融点金
属、例えばタンタル，タングステン，モリブデン，白
金，レニウム、ハフニウム及びこれらの合金によって形
成することが好ましい。

【００３４】セラミックス部材を構成するセラミックス
としては、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化珪素、窒
化ホウ素、アルミナ等を例示できる。

【００３５】金属部材を構成する金属バルク材として
は、例えば、次のものを例示できる。 （１）平板状の金属バルク材。 （２）平板状の金属バルク材の中に多数の小空間が形成
されているもの。 これには、多数の小孔を有する板状体からなる金属バル
ク材や、網状の金属バルク材を含む。多数の小孔を有す
る板状体としては、パンチングメタル、エッチングメタ
ルを例示できる。

【００３６】本発明のセラミックス部材は、特に半導体
製造用装置として有用である。例えば、セラミックス基
材中に抵抗発熱体を埋設したセラミックスヒーター、基
材中に静電チャック用電極を埋設したセラミック静電チ
ャック、基材中に抵抗発熱体と静電チャック用電極を埋
設した静電チャック付きヒーター、基材中にプラズマ発
生用電極を埋設した高周波発生用電極装置のような、能
動型装置として有用である。

【００３７】次に、ホットプレス段階においては、ホッ
トプレス時に予備成形体が収縮していく収縮の中心面に
対向して第一の部分の成形体が配向するように、予備成
形体をホットプレス用の型内に収容することが好まし
い。図６は、本発明のこの実施形態に従って、ホットプ
レス装置の型内に予備成形体１７を収容した状態を示す
概略断面図である。

【００３８】型２７の内側面２７ａに接するように、略
半円筒形状のスリーブ２８Ａ、２８Ｂが収容されてい
る。

【００３９】スリーブ２８Ａ、２８Ｂの内側面２８ａに
沿って、上パンチ２６を、一軸方向（図６においては上
下方向）へと向かって移動させることができる。スリー
ブ２８Ａ、２８Ｂの下側には、受け台２５が設置、固定
されており、上パンチ２６の加圧面２６ａと、受け台２
５の加圧面２５ａとが互いに対向し、ホットプレス用の
空間を形成している。

【００４０】上パンチ２６の加圧面２６ａの内側にはス
ペーサー２４Ａが設置されており、受け台２５の加圧面
２５ａの内側には、スペーサー２４Ｂが設置されてい
る。スペーサー２４Ａと２４Ｂとの間に予備成形体１７
が収容されている。ただし、予備成形体１７を型２７内
に収容する前に、脱脂することもできる。

【００４１】本実施形態においては、受け台２５（一方
の加圧用部材）の型２７に対する相対位置が固定されて
おり、上パンチ２６（他方の加圧用部材）を型２７内で
受け台２５に向かって移動させることによって、予備成
形体１７を加圧する。ここで、ホットプレス時に予備成
形体１７が収縮していく収縮の中心面（Ｊで表す）に向
かって第一の部分の成形体１２が配向するように、予備
成形体１７を収容することが好ましい。言い換えると、
受け台１２が固定されていることから、受け台１２側に
第一の部分の成形体１２が配向するように予備成形体１
７を収容する。

【００４２】第一の部分の成形体１２の方が、第二の部
分の成形体１４よりも厚さが小さく、成形体の密度が均
一である。従って、第二の部分よりも第一の部分の方
が、ホットプレス時に原料の再配列および液相生成が金
属部材の周囲で均一に起こり、収縮量が各部分で均一で
ある。この結果、収縮の中心面Ｊ側に第一の部分の成形
体１２を配向させることによって、金属部材の各部分の
変形量が均一化し、ホットプレス後の金属部材の平坦度
が一層向上する。

【００４３】本発明においては、更に、型内に予備成形
体を複数個積層することができる。この際、一方の加圧
用部材の型に対する相対位置を固定し、他方の加圧用部
材を型内で一方の加圧用部材に向かって移動させること
によって各予備成形体を加圧する場合には、一方の加圧
用部材に向かって第一の部分の成形体が配向するように
各予備成形体を積層する。

【００４４】図７は、本発明のこの実施形態に従って、
ホットプレス装置の型内に複数の予備成形体を収容した
状態を示す概略断面図である。

【００４５】型２７の内側面２７ａに接するように、ス
リーブ２８Ａと２８Ｂとが設けられている。型２７の内
側面２７ａには一定のテーパーが設けられており、スリ
ーブ２８Ａ、２８Ｂの内側面２８ａは、図７において上
方から下方へと向かって真っ直ぐに延びている。

【００４６】型２７およびスリーブ２８Ａ、２８Ｂの下
側に、受け台２９（一方の加圧用部材）が固定されてい
る。スリーブ２８Ａ、２８Ｂ内では、上パンチ３０（他
方の加圧用部材）と受け台２９との間に、例えば６枚の
スペーサー２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ、２４Ｅ、
２４Ｆと、五個の予備成形体１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、
１７Ｄ、１７Ｅとが収容されている。上パンチ３０の加
圧面３０ａ、受け台２９の加圧面２９ａに対して、それ
ぞれスペーサー２４Ａ、２４Ｆが接触している。

【００４７】本実施形態においては、受け台２９の型２
７に対する相対的位置が固定されており、図中線Ｄで表
す面がほぼ収縮の中心面となり、各予備成形体は矢印Ｅ
で示すように受け台２９の方へと向かって収縮する。従
って、各予備成形体を収容する際に、各予備成形体の第
一の部分の成形体１２が受け台２９の方へと配向するよ
うに、各予備成形体を型内に収容している。

【００４８】また、各加圧用部材をそれぞれ型内で移動
させることによって各予備成形体を加圧する場合には、
一方の加圧用部材に近い予備成形体を、一方の加圧用部
材側に第二の部分の成形体が配向するように、収容す
る。また、他方の加圧用部材に近い予備成形体を、他方
の加圧用部材側に第二の部分の成形体が配向するよう
に、収容する。図８は、本発明のこの実施形態に従っ
て、ホットプレス装置の型内に予備成形体を収容した状
態を示す概略断面図である。

【００４９】型２７およびスリーブ２８Ａ、２８Ｂの中
に、下パンチ３１（一方の加圧用部材）と上パンチ３０
（他方の加圧用部材）とが挿入されている。上パンチ３
０と下パンチ３１との間に、例えば七枚のスペーサー２
４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ、２４Ｅ、２４Ｆ、２４
Ｇと、六個の予備成形体１７Ｆ、１７Ｇ、１７Ｈ、１７
Ｉ、１７Ｊ、１７Ｋとが収容されている。上パンチ３０
の加圧面３０ａ、下パンチ３１の加圧面３１ａに対し
て、それぞれスペーサー２４Ａ、２４Ｇが接触してい
る。

【００５０】本実施形態においては、上パンチ３０と下
パンチ３１との線Ｆが、ほぼ収縮の中心面を示す。上パ
ンチ３０に近い各予備成形体１７Ｆ、１７Ｇ、１７Ｈ
は、矢印Ｇで示すように中心面（Ｆ）の方へと向かって
収縮する。下パンチ３１に近い各予備成形体１７Ｉ、１
７Ｊ、１７Ｋは、矢印Ｈで示すように中心線Ｆの方へと
向かって収縮する。

【００５１】従って、下パンチ３１に近い予備成形体１
７Ｉ、１７Ｊ、１７Ｋを、下パンチ３１側に第二の部分
の成形体１４が配向するように収容した。また、上パン
チ３０に近い予備成形体１７Ｆ、１７Ｇ、１７Ｈを、上
パンチ３０側に第二の部分の成形体１４が配向するよう
に収容した。

【００５２】

【実施例】以下、更に具体的な実験結果について述べ
る。 （実施例１）図４（ａ）〜（ｃ）および図７を参照しつ
つ説明した前記方法に従って、セラミックス部材を製造
した。窒化アルミニウム粉末にアクリル系樹脂バインダ
ーを添加し、スプレードライヤーによって造粒して顆粒
状の原料粉末を得た。この原料粉末を、図４（ａ）〜
（ｃ）に示すようにして成形し、直径２１５ｍｍ、厚さ
３０ｍｍの円盤状予備成形体を作製した。

【００５３】ただし、金属部材の例である金属電極とし
ては、モリブデン製の網状電極を使用した。成形圧力
は、第一の部分、第二の部分共に２００ｋｇ／ｃｍ ² と
した。第一の部分の厚さｔ₁ と第二の部分の厚さｔ₂ と
の比率は、１：４とした。

【００５４】六枚の予備成形体を、図７に示すように型
内に収容した。各スペーサーの直径を２１４．８ｍｍと
し、厚さを１４ｍｍとした。各スペーサーと各予備成形
体との間に、直径２１４．８ｍｍ、厚さを０．２５ｍｍ
の柔軟性黒鉛シートを介在させた。また、各スペーサー
および各予備成形体の非加圧面を覆うように、縦２９０
ｍｍ、横６８０ｍｍの柔軟性黒鉛シートを設置した。

【００５５】ホットプレス焼成後の各焼成体について、
第一の部分の表面からの金属電極までの厚さを、それぞ
れ２０〜３０点で計測し、平均値を求め、平均値からの
バラツキの大きさ（標準偏差）を算出した。六枚のセラ
ミックス部材の各標準偏差の平均を、平坦度とした。

【００５６】第一の部分の表面から金属電極までの厚さ
は、次のようにして測定した。即ち、超音波発振子を第
一の部分の表面に当て、金属電極で反射して第一の部分
の表面に戻ってくる超音波を受信し、金属電極で反射し
てから表面に戻ってくるまでの時間と音速とから、第一
の部分の厚さを算出した。また、各試料を切断し、光学
顕微鏡によって第一の部分の厚さを直接に測定すること
によって、前記した超音波による計測の確からしさを確
認した。

【００５７】この結果、金属電極の平坦度は１５μｍで
あった。

【００５８】（比較例１）実施例１と同様にして六枚の
セラミックス部材を製造し、金属電極の平坦度を算出し
た。ただし、予備成形体の成形時に、図５（ａ）〜
（ｃ）に示すプロセスを採用した。この結果、金属電極
の平坦度は、１５７μｍであった。

【００５９】（比較例２）実施例１と同様にして六枚の
セラミックス部材を製造し、金属電極の平坦度を算出し
た。ただし、第一の部分の厚さｔ₁ を１としたときの第
二の部分の厚さｔ ₂ を１とした。また、予備成形体の成
形時に、図５（ａ）〜（ｃ）に示すプロセスを採用し
た。この結果、金属電極の平坦度は、１３８μｍであっ
た。

【００６０】（実施例２〜７および比較例２）実施例１
と同様にして六枚のセラミックス部材を製造し、金属電
極の平坦度を算出した。ただし、第一の部分の厚さｔ₁
を１としたときの第二の部分の厚さｔ ₂ を、表１に示す
ように変更した。各セラミックス部材について、金属電
極の平坦度を表１に示す。

【００６１】

【表１】

【００６２】この結果から明らかなように、第一の部分
の厚さｔ₁ を１としたとき、第二の部分の厚さｔ₂ を
１．４〜１０とすることが特に好ましい。

【００６３】（実施例８）実施例１と同様にして六枚の
セラミックス部材を製造し、金属電極の平坦度を算出し
た。ただし、第一の部分の厚さｔ₁ を１としたときの第
二の部分の厚さｔ ₂ を２とした。また、金属電極とし
て、モリブデンのパンチングメタルからなる平板を使用
した。この結果、金属電極の平坦度は、１４μｍであっ
た。

【００６４】（実施例９）実施例１と同様にして六枚の
セラミックス部材を製造し、金属電極の平坦度を算出し
た。ただし、第一の部分の厚さｔ₁ を１としたときの第
二の部分の厚さｔ ₂ を２とした。また、スクリーン印刷
法によって第一の部分の成形体上にモリブデンペースト
を塗布することによって、金属電極を作製した。この結
果、金属電極の平坦度は、１０μｍであった。

【００６５】（実施例１０〜１７）実施例１と同様にし
て六枚のセラミックス部材を製造し、金属電極の平坦度
を算出した。ただし、第一の部分の成形圧力と第二の部
分の成形圧力とを、それぞれ表２に示すように変更し
た。各セラミックス部材について、金属電極の平坦度を
表２に示す。

【００６６】

【表２】

【００６７】この結果から明らかなように、第一の部分
の成形圧力を第二の部分の成形圧力の１〜２倍とするこ
とが特に好ましい。

【００６８】（実施例１８、１９）実施例１と同様にし
て、それぞれ六枚のセラミックス部材を製造し、各金属
電極の平坦度を測定した。

【００６９】ただし、実施例１８においては、図７に示
すように、各予備成形体の第一の部分１２側を受け台２
９側に向かって配向させた。また、第一の部分の厚さを
１としたときの第二の部分の厚さを４とした。第一の部
分および第二の部分の各成形圧力をそれぞれ２００ｋｇ
／ｃｍ² とした。この結果、平坦度は１５μｍとなっ
た。

【００７０】一方、実施例１９においては、図７におい
て、各予備成形体の第二の部分１４側を受け台２９側に
向かって配向させた。また、第一の部分の厚さを１とし
たときの第二の部分の厚さを４とした。第一の部分およ
び第二の部分の各成形圧力をそれぞれ２００ｋｇ／ｃｍ
² とした。この結果、平坦度は３８μｍとなった。

【００７１】（実施例２０、２１）実施例１と同様にし
て、それぞれ六枚のセラミックス部材を製造し、各金属
電極の平坦度を測定した。ただし、図８に示すホットプ
レス装置を使用した。

【００７２】実施例２０においては、図８に示すよう
に、下パンチ３１に近い予備成形体１７Ｉ、１７Ｊ、１
７Ｋを、下パンチ３１側に第二の部分の成形体１４が配
向するように収容した。上パンチ３０に近い予備成形体
１７Ｆ、１７Ｇ、１７Ｈを、上パンチ３０側に第二の部
分の成形体１４が配向するように収容した。第一の部分
の厚さを１としたときの第二の部分の厚さを４とした。
第一の部分および第二の部分の各成形圧力をそれぞれ２
００ｋｇ／ｃｍ² とした。この結果、平坦度は１３μｍ
となった。

【００７３】一方、実施例２１においては、図８におい
て、下パンチ３１に近い予備成形体１７Ｉ、１７Ｊ、１
７Ｋを、下パンチ３１側に第一の部分の成形体１２が配
向するように収容した。上パンチ３０に近い予備成形体
１７Ｆ、１７Ｇ、１７Ｈを、上パンチ３０側に第一の部
分の成形体１２が配向するように収容した。第一の部分
の厚さを１としたときの第二の部分の厚さを４とした。
第一の部分および第二の部分の各成形圧力をそれぞれ２
００ｋｇ／ｃｍ² とした。この結果、平坦度は４３μｍ
となった。

【００７４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、所
定平面に沿って金属部材が内蔵されているセラミックス
部材であって、セラミックス部材が金属部材によって、
互いに厚さの異なる第一の部分と第二の部分とに区分さ
れているセラミックス部材を製造するのに際して、金属
部材の平坦度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】焼結体２０中の金属電極４の状態を説明するた
めの模式図である。

【図２】本発明の一実施形態に係るセラミックス部材１
を概略的に示す断面図である。

【図３】（ａ）は、図２のセラミックス部材のうち一部
を切り欠いて示す斜視図であり、（ｂ）は、金網７から
なる電極を示す斜視図である。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明で採用した一軸加圧
成形法の各工程を説明するための断面図である。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明外の一軸加圧成形法
の各工程を説明するための断面図である。

【図６】本発明の一実施形態に係るホットプレス法を実
施するために、ホットプレス装置内に予備成形体を収容
した状態を概略的に示す断面図である。

【図７】本発明の一実施形態に係るホットプレス法を実
施するために、ホットプレス装置内に複数の予備成形体
を収容した状態を概略的に示す断面図である。

【図８】本発明の一実施形態に係るホットプレス方法を
実施するために、ホットプレス装置内に複数の予備成形
体を収容した状態を概略的に示す断面図である。

【符号の説明】

１ セラミックス部材 ２ 第一の部分 ３ 第二
の部分 ４ 金属電極 １２、１６ 第一の部分の成形体
１２Ａ 第一の部分の成形体（第二の部分の成形前）
１４、１５ 第二の部分の成形体 １５Ａ第二の部
分の成形体（第一の部分の成形前） １７、１７Ａ、
１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ、１７Ｅ、１７Ｆ、１７Ｇ、１
７Ｈ、１７Ｉ、１７Ｊ、１７Ｋ 予備成形体 ２４
Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ、２４Ｅ、２４Ｆ、２４Ｇ
スペーサー ２９ 下パンチ（型に対して位置が固
定された一方の加圧用部材） ３０ 上パンチ（他方の加圧用部材） ３１ 下パン
チ（一方の加圧用部材） Ａ、Ｂ Ｃの平行線 Ｃ 金属電極４の中心線
Ｄ、Ｆ、Ｊ 予備成形体の収縮の中心 Ｅ、Ｇ、Ｈ
予備成形体の収縮の方向 ｔ₁ 第一の部分の厚さ
ｔ₂ 第二の部分の厚さ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−275434（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−273164（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−78193（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−257606（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B28B 3/00 - 3/02 B28B 11/00 - 11/22 B28B 23/00 - 23/22 C04B 37/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定平面に沿って金属部材が内蔵されてい
   るセラミックス部材であって、前記セラミックス部材が
   前記金属部材によって第一の部分と第二の部分とに区分
   されており、前記第一の部分の厚さが前記第二の部分の
   厚さよりも小さいセラミックス部材を製造するのに際し
   て、 前記第一の部分の成形体を一軸加圧成形法によって成形
   し、前記第一の部分の成形体の表面に前記金属部材を設
   け、次いで前記第一の部分の成形体および前記金属部材
   の上に前記第二の部分の原料を配置し、一軸加圧成形法
   によって前記第二の部分を成形して予備成形体を得、予
   備成形において前記第一の部分の厚さを１．０としたと
   き、前記第二の部分の厚さを１．４以上、１０以下とな
   るように、かつ前記第一の部分を成形する際の成形圧力
   を、前記第二の部分を成形する際の成形圧力以上とし、
   かつ前記第二の部分の成形圧力の２倍以下とし、次いで
   この予備成形体をホットプレス焼成することを特徴とす
   る、セラミックス部材の製造方法。
2. 【請求項２】ホットプレス用の型内に前記予備成形体を
   収容し、この際ホットプレス時に前記予備成形体が収縮
   していく収縮の中心面に対向して前記第一の部分が配向
   するように前記予備成形体を収容することを特徴とす
   る、請求項１に記載のセラミックス部材の製造方法。
3. 【請求項３】ホットプレス用の型内に複数個の前記予備
   成形体を積層し、この際ホットプレス時に各予備成形体
   が収縮していく収縮の中心面に対向して前記第一の部分
   の成形体が配向するように各予備成形体を積層すること
   を特徴とする、請求項２記載のセラミックス部材の製造
   方法。
4. 【請求項４】前記型内に積層された前記予備成形体を加
   圧するための一対の加圧用部材を備えており、一方の前
   記加圧用部材の前記型に対する相対位置を固定し、他方
   の前記加圧用部材を前記型内で前記一方の加圧用部材に
   向かって移動させることによって各予備成形体を加圧す
   るのに際して、前記一方の加圧用部材に対向して前記第
   一の部分の成形体が配向するように各予備成形体を積層
   することを特徴とする、請求項３記載のセラミックス部
   材の製造方法。
5. 【請求項５】前記型内に積層された前記予備成形体を加
   圧するための一対の加圧用部材を備えており、各加圧用
   部材をそれぞれ前記型内で移動させることによって各予
   備成形体を加圧するのに際して、前記予備成形体のうち
   前記一方の加圧用部材に近い予備成形体を、前記一方の
   加圧用部材側に前記第二の部分の成形体が配向するよう
   にし、前記予備成形体のうち前記他方の加圧用部材に近
   い予備成形体を、前記他方の加圧用部材側に前記第二の
   部分の成形体が配向するようにしたことを特徴とする、
   請求項３記載のセラミックス部材の製造方法。
6. 【請求項６】前記金属部材が平面状の金属バルク材から
   なることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つの
   請求項に記載のセラミックス部材の製造方法。