JPH09306642A - セラミックヒータ - Google Patents

セラミックヒータ

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JPH09306642A
JPH09306642A JP13974396A JP13974396A JPH09306642A JP H09306642 A JPH09306642 A JP H09306642A JP 13974396 A JP13974396 A JP 13974396A JP 13974396 A JP13974396 A JP 13974396A JP H09306642 A JPH09306642 A JP H09306642A
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守 石井
Heishiro Takahashi
平四郎 高橋
Keizo Tsukamoto
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Nihon Cement Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミックヒータは、内蔵する発熱抵抗体の
厚さが薄く露出面積が小さいため、外部端子とのロウ付
け強度が弱く、繰り返しの昇降温により、外部端子が剥
離するという問題があった。 【解決手段】 緻密質セラミックスからなる基体内部に
発熱抵抗体を埋設したセラミックヒータにおいて、前記
発熱抵抗体の両端部分に平均粒径が０．１〜１００μｍ
の金属粒子からなる成形体を焼結してなる金属端子が形
成されていることとしたセラミックヒータ。

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
に関し、特にセラミックス基体内に発熱抵抗体を埋設し
てなるセラミックヒータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、セラミックヒータは、窒化アルミ
ニウム、窒化けい素等のセラミックスからなる基体内
に、タングステン、モリブデンからなる発熱抵抗体を埋
設するとともに、発熱抵抗体の両端部分を基体側面に露
出させ、露出した発熱抵抗体の両端にニッケル等からな
る外部端子をロウ付けすることにより作製されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この外
部端子と発熱抵抗体端部とのロウ付けは、抵抗体の厚さ
が数十μｍ以下と薄く露出面積が小さいため、ロウ付け
による接合強度が弱く、繰り返しの昇降温により、外部
端子が剥離するという問題があった。
【０００４】本発明は、上述した従来のセラミックヒー
タが有する課題に鑑みなされたものであって、その目的
は、繰り返しの昇降温によっても外部端子が剥離しない
セラミックヒータを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため鋭意研究した結果、発熱抵抗体の端部に
厚さの厚い金属端子を形成すれば、抵抗体端部の露出す
る面積が大きくなり、外部端子とのロウ付けが強固にな
るとの知見を得て本発明を完成した。
【０００６】即ち本発明は、（１）緻密質セラミックス
からなる基体内部に発熱抵抗体を埋設したセラミックヒ
ータにおいて、前記発熱抵抗体の両端部分に平均粒径が
０．１〜１００μｍの金属粒子からなる成形体を焼結し
てなる金属端子が形成されていることを特徴とするセラ
ミックヒータ（請求項１）とし、また、（２）基体が、
窒化アルミニウム、窒化ケイ素、サイアロン、アルミナ
等の絶縁セラミックスからなることを特徴とする請求項
１記載のセラミックヒータ（請求項２）とし、さらに、
（３）発熱抵抗体が、モリブデン、タングステン、白金
等の高融点金属からなることを特徴とする請求項１また
は２記載のセラミックヒータ（請求項３）とし、さらに
また、（４）金属端子が、モリブデン、タングステン、
白金等の高融点金属からなることを特徴とする請求項
１、２または３記載のセラミックヒータ（請求項４）と
することを要旨とする。以下さらに詳細に説明する。
【０００７】上記基体であるセラミックスとしては、窒
化アルミニウム、窒化ケイ素、サイアロン、アルミナ等
のセラミックスとした。これらのセラミックスは、基体
内部の発熱抵抗体と絶縁できるのでいずれも好ましい。
その中で、窒化アルミニウムは熱伝導性が高いことか
ら、昇温特性、均熱性に優れているので特に好ましい。
【０００８】また、上記発熱抵抗体としては、前記セラ
ミックスの焼結温度がいずれも高く、高融点金属が必要
となるため、モリブデン、タングステン、白金等からな
る発熱抵抗体とした。発熱抵抗体の形状は特に限定され
ないが、例えば、櫛歯状、渦巻き状等が使用される。
【０００９】発熱抵抗体の端部に形成される金属端子と
しては、発熱抵抗体と同じく高融点金属が必要であるた
め、モリブデン、タングステン、白金等からなる金属端
子とした。この金属端子の厚さは、厚いほど外部端子と
のロウ付けが強固になるため、支障を来さない範囲内で
厚くすればよい。但し、この金属端子の厚さは、発熱抵
抗体よりはるかに厚くなるため、基体のセラミックスの
収縮にマッチングさせる必要がある。そのためには基体
の収縮に合う適切な粒径を有する金属粒子を成形体と成
して焼結するのが好ましい。その金属粒子の適切な粒径
は、平均粒径で０．１〜１００μｍが好ましく、０．１
μｍより細かいと収縮がセラミックス基体に比べて大き
くなり、基体端部に亀裂が入る。逆に１００μｍより粗
いと、焼結が進まず粒子間の接触面積が小さくなるた
め、端子部の電気抵抗が増加し、端子での発熱が大きく
なる。
【００１０】
【発明の実施の形態】上記セラミックヒータの製造方法
を述べると、先ず所要の材質のセラミックス粉末を用い
て成形体を作製する。その成形体の面上に所要の高融点
金属からなる発熱抵抗体を金属箔、あるいは印刷等で所
定の形状、厚さに形成する。この発熱抵抗体の両端部分
に平均粒径が０．１〜１００μｍの高融点金属粒子で形
成された所定の厚さの成形体を重ねる。さらにその上に
同じセラミックス粉末を充填、加圧するか、あるいは同
じセラミックス粉末の成形体を重ねて加圧するなどして
発熱対抗体を埋設した成形体を作製し、その成形体を慣
用の方法で、焼結する。得られた焼結体に埋設されてい
る発熱抵抗体の両端部分を研削加工し、端部の金属端子
を露出させ、その露出端子と外部端子とをロウ付けして
セラミックヒータを作製する。
【００１１】以上のセラミックスヒータとすれば、発熱
抵抗体端部に形成された金属端子の露出面積が大きいの
で、外部端子との接合が容易となると共に、強固に接合
するため、外部端子が剥離し難いセラミックヒータとす
ることができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共に具体的
に挙げ、本発明をより詳細に説明する。
【００１３】（１）セラミックヒータの作製 （実施例１）窒化アルミニウム粉末９７重量％、イット
リア粉末３重量％の混合粉末を一軸加圧して成形体を作
製した。この成形体の面上に表１に示す発熱抵抗体を形
成した。これとは別に金属端子の成形体を表１に示す金
属粒子でもって作製し、その成形体を抵抗体の端部上面
に重ねた。さらにこの上部に窒化アルミニウム粉末を充
填した後、一軸加圧して発熱抵抗体を埋設した成形体を
得た。
【００１４】この成形体をホットプレス焼結し、その焼
結体の発熱抵抗体の端部を研削加工して金属端子を露出
させた。この露出端子に外部端子をＡｇ−Ｃｕ系ロウ材
によりロウ付けし、セラミックヒータを作製した。
【００１５】（実施例２）窒化けい素９０重量％、アル
ミナ５重量％、イットリア５重量％の混合粉末にバイン
ダーを加えスラリーとし、ドクターブレード法により厚
さ１ｍｍのグリーンシートを作製し、その面上に表１に
示す発熱抵抗体を形成した。別に表１に示す金属端子を
成形し、その成形体を抵抗体の端部上面に重ね、さらに
その上部に同じグリーンシートを重ねた後、熱圧着して
発熱抵抗体を埋設した積層体を得た。
【００１６】この積層体を脱脂後常圧焼結し、実施例１
と同様に金属端子を露出させ、その端子に外部端子をロ
ウ付けしてセラミックヒータを作製した。
【００１７】（２）評価 得られたセラミックヒータを２０℃と５００℃の間で昇
降温を繰り返し、外部端子の剥離状態を目視で観察し
た。その結果を表１に示す。
【００１８】（比較例１〜３）比較のために比較例１で
は、実施例１に金属端子を形成しないセラミックヒータ
を作製し、評価した。また、比較例２では、実施例２の
原料粉末を用い、金属粒子の平均粒径を本発明より細か
くして実施例１と同様にセラミックヒータを作製し、評
価した。さらに、比較例３では、基体の原料にアルミナ
粉末を用い、金属粒子の平均粒径を本発明より粗くして
実施例２と同様にセラミックヒータを作製し、評価し
た。それらの結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１から明らかなように、実施例１〜２に
おいては、いずれも昇降温を１００００回繰り返しても
外部端子が剥離しなかった。
【００２１】これに対して比較例１においては、金属端
子を形成していないため、外部端子との接合面積が小さ
く、３０回の繰り返しで剥離が認められた。また、比較
例２では、金属端子の焼結収縮が大きいため端子部に亀
裂が発生した。さらに、比較例３では、セラミックヒー
タに電流を印加したところ、端子部に異常発熱が認めら
れた。
【００２２】
【発明の効果】以上の通り、本発明にかかるセラミック
ヒータによれば、発熱抵抗体端部に形成した金属端子の
露出面積が大きいので、外部端子との接合が容易となる
と共に、強固に接合するため、繰り返し昇降温しても外
部端子が剥離しないセラミックヒータとすることができ
た。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 緻密質セラミックスからなる基体内部に
    発熱抵抗体を埋設したセラミックヒータにおいて、前記
    発熱抵抗体の両端部分に平均粒径が０．１〜１００μｍ
    の金属粒子からなる成形体を焼結してなる金属端子が形
    成されていることを特徴とするセラミックヒータ。
  2. 【請求項２】 基体が、窒化アルミニウム、窒化ケイ
    素、サイアロン、アルミナ等の絶縁セラミックスからな
    ることを特徴とする請求項１記載のセラミックヒータ。
  3. 【請求項３】 発熱抵抗体が、モリブデン、タングステ
    ン、白金等の高融点金属からなることを特徴とする請求
    項１または２記載のセラミックヒータ。
  4. 【請求項４】 金属端子が、モリブデン、タングステ
    ン、白金等の高融点金属からなることを特徴とする請求
    項１、２または３記載のセラミックヒータ。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001077182A (ja) * 1999-06-09 2001-03-23 Ibiden Co Ltd 半導体製造・検査装置用セラミック基板
US6835916B2 (en) 1999-08-09 2004-12-28 Ibiden, Co., Ltd Ceramic heater
US6887316B2 (en) 2000-04-14 2005-05-03 Ibiden Co., Ltd. Ceramic heater
US6967312B2 (en) 2000-07-19 2005-11-22 Ibiden Co., Ltd. Semiconductor manufacturing/testing ceramic heater, production method for the ceramic heater and production system for the ceramic heater
US7078655B1 (en) 1999-08-12 2006-07-18 Ibiden Co., Ltd. Ceramic substrate, ceramic heater, electrostatic chuck and wafer prober for use in semiconductor producing and inspecting devices

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