KR20190049503A - 전극 매설 부재 - Google Patents

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Abstract

(과제) 기재의 크랙 등의 문제를 억제할 수 있는 전극 매설 부재를 제공한다.
(해결 수단) 표면 (2a) 및 이면 (2b) 을 갖고, 세라믹스로 이루어지는 판상의 기재 (2) 와, 기재 (2) 의 표면 (2a) 과 평행하게 연장되고, 기재 (2) 에 매설되는 내부 전극 (3) 과, 기재 (2) 의 표면 (2a) 과 평행하게 연장되고, 내부 전극 (3) 에 겹쳐서 배치되는 접속 부재 (4) 와, 접속 부재 (4) 에 접속되는 단자 (5) 를 구비하는 전극 매설 부재 (1) 로서, 이하의 (1) 내지 (3) 의 어느 소정 구조를 적어도 1 개 갖는다. (1) 기재 (2) 의 표면에 수직인 방향에 있어서의 접속 부재 (4) 의 적어도 일부의 두께가 0.15 mm 이하인 제 1 소정 구조. (2) 접속 부재 (4) 가 절결부 (8, 9, 10) 를 구비한 제 2 소정 구조. (3) 접속 부재 (4) 가 메시 구조체로 이루어지는 제 3 소정 구조.

Description

전극 매설 부재{ELECTRODE EMBEDDED MEMEBER}
본 발명은, 세라믹스로 이루어지는 판상의 기재에 내부 전극이 매설된 전극 매설 부재에 관한 것이다.
종래, 세라믹스로 이루어지는 판상의 기재에 내부 전극이 매설된 전극 매설 부재가 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 전극 매설 부재에서는, 단자를 내부 전극에 접속시키기 위한 삽입공을 기재에 천공 형성할 때에, 내부 전극을 손상시키지 않도록 내부 전극과 단자를 접속시키는 지점에 접속 부재를 미리 배치해 두고, 접속 부재에 의해, 내부 전극이 손상되는 것을 방지하고 있다.
일본 특허공보 제5591627호
종래, 전극 매설 부재에서는, 사용시의 온도 변화가 반복되면, 기재와 접속 부재의 열 팽창률의 차이로부터 기재에 크랙이 형성되어, 기재의 절연 성능이 담보되지 않을 우려가 있었다.
본 발명은, 이상의 점을 감안하여, 기재의 크랙 등의 문제를 억제할 수 있는 전극 매설 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[1] 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은,
표면 (예를 들어, 실시형태의 표면 (2a). 이하 동일) 및 이면 (예를 들어, 실시형태의 이면 (2b). 이하 동일) 을 갖고, 세라믹스로 이루어지는 판상의 기재 (예를 들어, 실시형태의 기재 (2). 이하 동일) 와,
상기 기재의 표면과 평행하게 연장되고, 상기 기재에 매설되는 내부 전극 (예를 들어, 실시형태의 내부 전극 (3). 이하 동일) 과,
상기 기재의 표면과 평행하게 연장되고, 상기 내부 전극에 겹쳐서 배치되는 접속 부재 (예를 들어, 실시형태의 접속 부재 (4). 이하 동일) 와,
상기 접속 부재에 접속되는 단자 (예를 들어, 실시형태의 단자 (5). 이하 동일) 를 구비하는 전극 매설 부재 (예를 들어, 실시형태의 전극 매설 부재 (1). 이하 동일) 로서,
이하의 (1) 내지 (3) 의 어느 소정 구조를 적어도 1 개 갖는 것을 특징으로 한다.
(1) 상기 기재의 표면에 수직인 방향에 있어서의 상기 접속 부재의 적어도 일부의 두께가 0.2 mm 이하인 제 1 소정 구조.
(2) 상기 접속 부재가 절결부 (예를 들어, 실시형태의 슬릿 (8), 절결공 (9, 10). 이하 동일) 를 구비한 제 2 소정 구조.
(3) 상기 접속 부재가 메시 구조체로 이루어지는 제 3 소정 구조.
본 발명에 의하면, 접속 부재가 제 1 내지 제 3 의 어느 소정 구조를 가짐으로써, 접속 부재의 체적을 작게 할 수 있다. 이 때문에, 접속 부재와 모재인 세라믹스의 물성의 차로 인해 야기되는 응력이 억제되어, 기재에 형성되는 절연층 (기재에 있어서의 내부 전극으로부터 기재의 표면까지의 부분) 의 크랙 등의 문제를 억제할 수 있다.
[2] 또, 본 발명에 있어서는, 상기 소정 구조는 적어도 상기 제 1 소정 구조를 구비하는 것이고, 상기 제 1 소정 구조는, 상기 기재의 표면에 수직인 방향에 있어서의 상기 접속 부재 전체의 두께가 0.2 mm 이하인 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 접속 부재가 전체적으로 내부 응력의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 크랙 등의 문제를 더욱 억제할 수 있다.
[3] 또, 본 발명에 있어서는, 상기 소정 구조는, 적어도 상기 제 2 소정 구조를 구비하는 것이고, 상기 절결부는, 상기 접속 부재의 상기 단자가 접속되는 중앙 영역 (예를 들어, 실시형태의 중앙 영역 (6). 이하 동일) 을 피해 상기 접속 부재의 중앙 영역측으로부터 상기 접속 부재의 외측 가장자리 (예를 들어, 실시형태의 외측 가장자리 (7). 이하 동일) 를 향해 방사상으로 연장되는 슬릿 (예를 들어, 실시형태의 슬릿 (8). 이하 동일) 인 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 슬릿에 의해 접속 부재가 변형되기 쉬워, 내부 응력의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 크랙 등의 문제를 억제할 수 있다.
[4] 또, 본 발명에 있어서는, 상기 소정 구조는, 적어도 상기 제 2 소정 구조를 구비하는 것이고, 상기 절결부는, 상기 접속 부재의 상기 단자가 접속되는 중앙 영역을 피해 상기 접속 부재를 관통하는 절결공 (예를 들어, 실시형태의 절결공 (9, 10). 이하 동일) 인 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 절결공에 의해 접속 부재가 변형되기 쉬워, 내부 응력의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 크랙 등의 문제를 억제할 수 있다.
[5] 또, 본 발명에 있어서는, 상기 소정 구조는, 적어도 상기 제 2 소정 구조를 구비하는 것이고, 상기 절결부는, 상기 접속 부재의 상기 단자가 접속되는 중앙 영역을 피함과 함께, 상기 중앙 영역측으로부터 상기 접속 부재의 외측 가장자리까지 도달되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 절결공에 의해 접속 부재가 변형되기 쉬워, 내부 응력의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 크랙 등의 문제를 더욱 억제할 수 있다.
[6] 또, 본 발명에 있어서는, 상기 소정 구조는, 적어도 상기 제 3 소정 구조를 구비하는 것이고, 상기 접속 부재는, 메시 구조체를 복수 장 중첩시켜 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 메시 구조체인 접속 부재가 변형되기 쉬워, 내부 응력의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 크랙 등의 문제를 더욱 억제할 수 있다. 또, 복수 장 중첩시킴으로써, 메시 구조체라 하더라도 접속 부재에 적절한 강도를 갖게 할 수 있다.
[7] 또, 본 발명에 있어서는, 상기 소정 구조는, 상기 기재의 표면에 수직인 방향에서 보았을 때에 회전 대칭성을 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 접속 부재가 회전 대칭성을 구비하고 있기 때문에, 회전 대칭성을 구비하고 있지 않은 것과 비교하여, 접속 부재가 변형되어 내부 응력을 빠져나가게 할 때에 빠져나간 내부 응력끼리가 중복되는 것을 억제할 수 있고, 접속 부재의 내부 응력을 적절히 분산시켜, 기재 표면측의 절연층에 대한 크랙의 발생을 억제시킬 수 있다.
도 1 은, 제 1 실시형태의 전극 매설 부재를 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 2 는, 제 1 실시형태의 접속 부재를 나타내는 설명도이다.
도 3 은, 제 2 실시형태의 접속 부재를 나타내는 설명도이다.
도 4 는, 제 3 실시형태의 접속 부재를 나타내는 설명도이다.
도 5 는, 제 4 실시형태의 접속 부재를 나타내는 설명도이다.
도 6 은, 제 5 실시형태의 접속 부재를 모식적으로 나타내는 설명도이다.
[제 1 실시형태]
도 1 에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 제 1 실시형태의 전극 매설 부재 (1) 는, 표면 (2a) 및 이면 (2b) 을 갖고, 산화알루미늄 (Al2O3), 질화알루미늄 (AlN), 탄화질소 (SiC), 질화규소 (Si3N4), 산화지르코늄 (ZrO2), 티탄산바륨 (BaTiO3) 등의 세라믹스로 이루어지는 원판상의 기재 (2) 와, 기재 (2) 의 표면 (2a) 과 평행하게 띠상으로 연장되고, 기재 (2) 에 매설되는 내부 전극 (3) 과, 기재 (2) 의 표면 (2a) 과 평행하게 원반상으로 연장되고, 내부 전극 (3) 에 겹쳐서 배치되는 접속 부재 (4) 를 구비한다. 접속 부재 (4) 에는, 봉상의 단자 (5) 가 납땜 등에 의해 접합되어 있다.
내부 전극 (3) 및 접속 부재 (4) 는, 텅스텐, 몰리브덴 또는 이것들을 주성분으로 하는 합금으로 이루어진다. 단자 (5) 는, 니켈, 티탄, 구리 또는 이것들을 주성분으로 하는 합금으로 이루어진다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 접속 부재 (4) 는, 원반상이고, 기재 (2) 의 표면에 수직인 방향에 있어서 전체의 두께가 0.2 mm 이하로 설정되어 있다. 제 1 실시형태에 있어서는, 접속 부재 (4) 의 기재 (2) 의 표면에 수직인 방향에 있어서 전체의 두께가 0.2 mm 이하로 설정되어 있는 구조가, 본 발명의 제 1 소정 구조에 해당한다. 또한, 접속 부재 (4) 는, 변형됨으로써, 열 팽창의 영향을 어느 정도 받아넘길 수 있으면 되고, 변형되어 열 팽창을 흡수할 수 있으면, 접속 부재 (4) 의 일부만이 기재 (2) 의 표면에 수직인 방향에 있어서의 두께 0.2 mm 이하로 설정되어 있어도 된다.
제 1 실시형태의 전극 매설 부재 (1) 에 의하면, 기재 (2) 의 표면에 수직인 방향에 있어서의 두께가 0.2 mm 를 초과하고 있는 것과 비교하여 접속 부재 (4) 의 체적을 작게 할 수 있기 때문에, 전극 매설 부재 (1) 가 비교적 얇게 형성되어 있는 경우라 하더라도, 금속제의 접속 부재 (4) 와 모재인 세라믹스의 물성의 차로 인해 야기되는 응력이 억제되어, 절연층 (기재 (2) 에 있어서의 내부 전극 (3) 으로부터 기재 (2) 의 표면 (2a) 까지의 부분) 의 크랙 등의 문제를 억제할 수 있다.
[실시예와 비교예]
[실시예 1]
다음으로, 제 1 실시형태의 실시예로서, 실시예 1-1 내지 실시예 1-6 (이하, 실시예 1 이라고 한다) 과 비교예 1-1 내지 비교예 1-3 을 비교한다. 실시예 1에서는, 금속으로 이루어지는 내부 전극 (3) 을 매설한 산화이트륨을 첨가한 질화알루미늄으로 이루어지는 기재로부터 웨이퍼 유지 장치인 전극 매설 부재 (1) 를 제조하였다.
다음으로, 실시예 1 의 전극 매설 부재 (1) 의 제작 방법에 대해 설명한다. 먼저, 절연층을 형성한다. 질화알루미늄 분말 97 질량％, 산화이트륨 분말 3 질량％ 로 이루어지는 분말 혼합물을 얻고, 이것을 형 (型) 에 충전하여 1 축 가압 처리를 실시하였다. 이로써, 직경 340 mm, 두께 5 mm 의 제 1 층을 형성하였다.
다음으로 내부 전극 (3) 을 설치한다. 제 1 층 상에, 내부 전극 (3) 이 되는 직경 290 mm 의 몰리브덴제의 박 (箔) (두께 0.1 mm) 을 재치 (載置) 하였다. 내부 전극 (3) 상에 텅스텐제, 직경 6 mm 의 원반상의 접속 부재 (4) 를 싣는다. 접속 부재 (4) 는, 1 개의 기재 (2) 에 20 개 지점 형성하였다. 내부 전극 (3) 에 접속 부재 (4) 를 접속시킬 때에는, 접속 부재 (4) 가 겹쳐지게 되는 내부 전극 (3) 의 부분에 텅스텐 페이스트 등의 도전성 부재를 도포한다.
다음으로 제 2 층을 성형한다. 제 1 층 상에 내부 전극 (3) 및 접속 부재 (4) 를 덮어 가리도록 세라믹스 분말을 충전하고 1 축 가압 처리하여 제 2 층의 성형체로 한다.
다음으로 히터 전극을 설치한다. 웨이퍼 유지 장치로서의 전극 매설 부재 (1) 자체를 가열할 목적에서 소정의 패턴으로 형성한 몰리브덴 메시 (선 직경 0.1 mm, 눈금 간격 50 메시) 로 이루어지는 발열 저항체를 배치하고, 소정의 히터용 단자를 접속시키는 위치에 히터 단자용 접속 부재 (텅스텐 펠릿, 직경 10 mm, 두께 0.5 mm) 를 싣는다.
다음으로, 소성 전의 성형체를 형성한다. 히터 전극 상에 세라믹스 분말을 충전하고 1 축 가압 처리하여 제 3 층을 형성한다.
다음으로, 소성 공정을 실시한다. 소성 공정은, 제 3 층까지 적층한 적층체를 10 MPa 의 압력으로, 소성 온도 1800 ℃, 소성 시간 2 시간으로 핫 프레스 소성을 실시하여, 직경 340 mm, 두께 20 mm 의 세라믹스 소결체를 얻었다.
다음으로 소성 후의 가공 공정을 실시한다. 소성 후의 가공 공정에서는, 세라믹스 소결체의 외면을 연삭, 연마 가공하여, 절연층의 두께 0.3 mm, 표면 조도 (Ra) 0.4 ㎛ 의 웨이퍼 재치면 (표면 (2a)) 을 형성하였다.
다음으로 단자 (5) 를 접속시킨다. 소성 후의 세라믹스 기체의 이면 (2b) 으로부터 각 접속 부재 (4) 의 위치에 접속 부재 (4) 까지 도달하도록 천공 가공 (직경 5.2 mm) 을 실시하여, 이면 (2b) 으로부터 접속 부재 (4) 까지 도달하는 원기둥상의 삽입공 (2c) 을 형성한다. 삽입공 (2c) 을 획정하는 접속 부재 (4) 상에, Au-Ni 에 활성 금속으로서 Ti 를 첨가한 납재를 개재하여, 직경 5 mm, 두께 2 mm 의 코바르제의 완충 부재 (5a) 를 배치한다. 다음으로, 완충 부재 (5a) 상에 Au-Ni 에 활성 금속으로서 Ti 를 첨가한 납재를 개재하여 직경 5 mm, 길이 200 mm 의 원기둥상 니켈제 급전용의 단자 (5) 를 배치한다. 그 후, 진공로에 의해 1050 ℃ 에서 가열함으로써 납땜을 실시하여, 전극 매설 부재 (1) 를 완성시켰다.
접속 부재 (4) 의 두께는, 실시예 1-1 에서는 0.08 mm, 실시예 1-2 에서는 0.10 mm, 실시예 1-3 에서는 0.13 mm, 실시예 1-4 에서는 0.15 mm, 실시예 1-5 에서는 0.18 mm, 실시예 1-6 에서는 0.20 mm 로 하고 있다.
평가 방법으로는, 제작한 전극 매설 부재 (1) 를 700 ℃ 까지 가열한 후, 100 ℃ 까지 냉각시키는 열 사이클을 30 회 반복하였다. 단자 (5) 바로 윗쪽의 기재 (2) 의 표면 (2a) 측에 크랙이 발생한 지점 수를 카운트하여, 접속 부재 (4) 의 20 개 중의 0 개를 적합으로 평가하고, 1 개 이상의 크랙이 형성되어 있던 것을 부적합으로 평가하였다.
이 결과, 실시예 1-1 ∼ 6 까지는, 크랙 발생 지점 수가 0 개가 되어 신뢰성이 높은 것을 알 수 있었다.
[비교예]
비교예 1-1, 비교예 1-2 는, 접속 부재를 원반 형상으로 하고, 전체의 두께를 0.3 mm, 0.5 mm 로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일 조건에서 제작하였다.
이 결과, 비교예 1-1 및 비교예 1-2 에서는, 크랙이 1 개, 4 개 발생하고, 두께가 0.3 mm 이상에서는 신뢰성이 낮아 부적합하였다.
접속 부재를 사용하고 있지 않은 비교예 1-3 은, 접속 부재가 없기 때문에, 단자용의 구멍을 천공 형성할 때에 내부 전극을 뚫어 버리기 쉬워, 금회의 평가 이전의 문제이고, 수율이 저하되었다.
또한, 제 1 실시형태에 있어서의 직경 등의 수치는 예시로, 이것에 한정되는 것은 아니고, 다른 수치를 설정해도 본 발명의 작용 효과를 얻을 수 있다.
[제 2 실시형태]
제 2 실시형태의 전극 매설 부재 (1) 는, 접속 부재 (4) 가 상이한 것 이외에는 모두 제 1 실시형태의 것과 동일하게 구성되어 있다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 2 실시형태의 접속 부재 (4) 에는, 단자 (5) 가 접속되는 중앙 영역 (6) 을 피해 중앙 영역 (6) 측으로부터 접속 부재 (4) 의 외측 가장자리 (7) 를 향해 방사상으로 연장되는 8 개의 슬릿 (8) (절결부) 이 둘레 방향으로 등간격으로 형성되어 있다. 슬릿 (8) 은 외측 가장자리 (7) 까지 도달되어 있다. 접속 부재 (4) 는, 8 개의 슬릿 (8) 이 둘레 방향으로 등간격으로 형성되어 있어, 기재 (2) 의 표면에 수직인 방향에서 보았을 때에 회전 대칭성을 구비하고 있다.
제 2 실시형태의 전극 매설 부재 (1) 에 의하면, 슬릿 (8) 이 형성되어 있지 않은 것과 비교하여 접속 부재 (4) 의 체적을 작게 할 수 있기 때문에, 금속제의 접속 부재 (4) 와 모재인 세라믹스의 물성의 차로 인해 야기되는 응력이 억제되어, 절연층 (기재 (2) 에 있어서의 내부 전극 (3) 으로부터 기재 (2) 의 표면 (2a) 까지의 부분) 의 크랙 등의 문제를 억제할 수 있다.
또, 기재 (2) 의 소성시에 접속 부재 (4) 가 변형되기 쉽기 때문에 접속 부재 (4) 의 내부 응력이 완화된다. 또한, 접속 부재 (4) 의 슬릿 (8) 에 있어서 기재 (2) 의 세라믹스가 비집고 들어가기 때문에, 접속 부재 (4) 와 기재 (2) 의 밀착력이 향상되어, 접속 부재 (4) 근방의 강도 신뢰성이 향상된다. 제 2 실시형태에 있어서는, 슬릿 (8) 이 본 발명의 제 2 소정 구조에 해당한다.
또, 접속 부재 (4) 가 회전 대칭성을 구비하고 있기 때문에, 예를 들어, 슬릿 (8) 이 등간격으로 형성되어 있지 않아, 회전 대칭성을 구비하고 있지 않은 경우와 비교하여, 내부 응력을 빠져나가게 하는 데에 중복 부분이 발생하는 것을 억제하여, 내부 응력을 적절히 분산시켜 기재 표면측의 절연층에 대한 크랙의 발생을 억제시킬 수 있다.
또한, 제 2 실시형태에서는 슬릿 (8) 으로서 접속 부재 (4) 의 외측 가장자리 (7) 까지 도달되어 있는 것을 설명하였지만, 본 발명의 슬릿은 이것에 한정되지 않고, 예를 들어, 슬릿은 접속 부재 (4) 의 외측 가장자리까지 도달되어 있지 않고, 외측 가장자리로부터 간격을 가진 위치까지 절입되어 형성되어 있어도 된다.
또, 기재 (2) 의 표면에 수직인 방향에 있어서의 제 2 실시형태의 접속 부재 (4) 의 적어도 일부의 두께를 0.2 mm 이하로 하여, 제 1 소정 구조와 제 2 소정 구조의 어느 것도 구비하도록 접속 부재를 구성해도 된다.
또, 내부 응력의 억제력이 저하될 우려가 있기는 하지만, 슬릿 (8) 의 배치는, 기재 (2) 의 표면에 수직인 방향에서 보았을 때의 회전 대칭성을 구비하고 있지 않도록 형성해도, 종래보다 내부 응력을 억제하여, 크랙 등의 문제를 억제한다는 본 발명의 작용 효과를 발휘할 수 있다.
[실시예 2]
제 2 실시형태의 실시예 2 는, 접속 부재 (4) 에 레이저 가공에 의해 슬릿 (8) 을 길이 2 mm, 폭 0.1 mm 로 방사상으로 형성한 것이고, 그 외에는 실시예 1 과 동일하다. 실시예 2 에 의해서도, 실시예 1 과 동일한 평가를 실시하였지만, 크랙은 발생하지 않아, 신뢰성이 높은 것이 확인되었다.
또, 세라믹스 모재가 슬릿 (8) 에 일부 비집고 들어가, 세라믹스제의 기재 (2) 와 접속 부재 (4) 사이의 밀착성이 높아져, 접속 부재 (4) 근방의 강도 신뢰성이 향상되어 있을 것으로 생각된다.
또한, 제 2 실시형태에 있어서의 슬릿 (8) 의 길이 등의 수치는 예시로, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 다른 수치를 설정해도 본 발명의 작용 효과를 얻을 수 있다.
[제 3 실시형태]
제 3 실시형태의 전극 매설 부재 (1) 는, 접속 부재 (4) 가 상이한 것 이외에는 모두 제 1 실시형태의 것과 동일하게 구성되어 있다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 3 실시형태의 접속 부재 (4) 에는, 단자 (5) 가 접속되는 중앙 영역 (6) 을 피해 접속 부재 (4) 를 관통하는 부채상의 6 개의 절결공 (9) 이 서로 둘레 방향으로 동등한 간격을 갖고 형성되어 있다. 부채상의 절결공 (9) 은, 접속 부재 (4) 의 외측 가장자리 (7) 로부터 간격을 갖고 천공 형성되어 있다. 접속 부재 (4) 는, 6 개의 절결공 (9) 이 둘레 방향으로 등간격으로 형성되어 있음으로써, 기재 (2) 의 표면에 수직인 방향에서 보았을 때에 회전 대칭성을 구비하고 있다.
제 3 실시형태의 전극 매설 부재 (1) 에 의하면, 절결공 (9) 이 형성되어 있지 않은 것과 비교하여 접속 부재 (4) 의 체적을 작게 할 수 있기 때문에, 금속제의 접속 부재 (4) 와 모재인 세라믹스의 물성의 차로 인해 야기되는 응력이 억제되어, 절연층 (기재 (2) 에 있어서의 내부 전극 (3) 으로부터 기재 (2) 의 표면 (2a) 까지의 부분) 의 크랙 등의 문제를 억제할 수 있다.
또, 기재 (2) 의 소성시에 접속 부재 (4) 가 변형되기 쉽기 때문에 접속 부재 (4) 의 내부 응력이 완화된다. 또한, 접속 부재 (4) 의 절결공 (9) 에 기재 (2) 의 세라믹스가 비집고 들어가기 때문에, 접속 부재 (4) 와 기재 (2) 의 밀착력이 향상되어, 접속 부재 (4) 근방의 강도 신뢰성이 향상된다. 제 3 실시형태에 있어서는, 절결공 (9) 이 본 발명의 제 2 소정 구조에 해당한다.
또, 접속 부재 (4) 가 회전 대칭성을 구비하고 있기 때문에, 예를 들어, 절결공 (9) 이 둘레 방향으로 등간격으로 형성되어 있지 않거나, 또는, 절결공 (9) 각각의 크기나 형상이 상이하거나 하여, 기재 (2) 의 표면에 수직인 방향에서 보았을 때의 회전 대칭성을 구비하고 있지 않은 경우와 비교하여, 접속 부재 (4) 의 내부 응력을 빠져나가게 하는 데에 중복 부분이 발생하는 것을 억제하여, 내부 응력을 적절히 억제시킬 수 있다.
또한, 제 3 실시형태에 있어서는, 절결공 (9) 을 부채상으로 하고, 6 개 형성한 것을 설명하였지만, 본 발명의 절결공 (9) 은 이것에 한정되지 않고 접속 부재를 관통하고 있으면 되고, 예를 들어, 부채 이외의 형상, 예를 들어 원형상, 다각형상이어도 된다. 또 절결공의 수도 6 개에 한정되지 않고, 1 개여도 되고, 복수, 예를 들어, 2 ∼ 5 개여도 되고, 7 개 이상의 복수여도 된다.
또, 내부 응력의 억제력이 저하될 우려가 있기는 하지만, 절결공 (9) 은, 접속 부재 (4) 가 회전 대칭성을 구비하고 있지 않도록 형성해도, 종래보다 내부 응력을 억제하여, 크랙 등의 문제를 억제한다는 본 발명의 작용 효과를 발휘할 수 있다.
[실시예 3]
제 3 실시형태의 실시예 3 은, 접속 부재 (4) 에 레이저 가공에 의해, 절결공 (9) (부채꼴 형상의 직경 방향 내측 변의 직경 (내경) 1 mm, 부채꼴 형상의 직경 방향 외측 변의 직경 (외경) 2.4 mm, 절결공 (9) 끼리의 둘레 방향의 사이의 간격 0.4 mm) 을 형성하였다. 실시예 3 에 의해서도, 실시예 1 과 동일한 평가를 실시하였지만, 크랙은 발생하지 않아, 신뢰성이 높은 것이 확인되었다.
또, 세라믹스 모재가 절결공 (9) 에 비집고 들어가, 세라믹스제의 기재 (2) 와 접속 부재 (4) 사이의 밀착성이 높아져, 접속 부재 (4) 근방의 강도 신뢰성이 향상되어 있을 것으로 생각된다.
또, 세라믹스의 소성시에 접속 부재 (4) 가 변형되기 쉽기 때문에, 접속 부재 (4) 의 내부 응력이 완화되는 것에 의해서도, 전극 매설 부재 (1) 의 접속 부재 (4) 근방의 강도 신뢰성이 향상될 것으로 생각된다.
또한, 제 3 실시형태에 있어서의 직경 등의 수치는 예시로, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 다른 수치를 설정해도 본 발명의 작용 효과를 얻을 수 있다.
[제 4 실시형태]
제 4 실시형태의 전극 매설 부재 (1) 는, 접속 부재 (4) 가 상이한 것 이외에는 모두 제 1 실시형태의 것과 동일하게 구성되어 있다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 제 4 실시형태의 접속 부재 (4) 에는, 단자 (5) 가 접속되는 중앙 영역 (6) 을 피해 접속 부재 (4) 를 관통하는 삼각형상의 8 개의 절결공 (10) 이 서로 둘레 방향으로 간격을 갖고 형성되어 있다. 절결공 (10) 은, 접속 부재 (4) 의 외측 가장자리 (7) 까지 도달되어 있다.
제 4 실시형태의 전극 매설 부재 (1) 에 의하면, 절결공 (10) 이 형성되어 있지 않은 것과 비교하여 접속 부재 (4) 의 체적을 작게 할 수 있기 때문에, 금속제의 접속 부재 (4) 와 모재인 세라믹스의 물성의 차로 인해 야기되는 응력이 억제되어, 기재 (2) 에 형성되는 절연층 (기재 (2) 에 있어서의 내부 전극 (3) 으로부터 기재 (2) 의 표면 (2a) 까지의 부분) 의 크랙 등의 문제를 억제할 수 있다.
또, 기재 (2) 의 소성시에 절결공 (10) 이 형성된 분만큼 접속 부재 (4) 가 변형되기 쉽기 때문에 접속 부재 (4) 의 내부 응력이 완화된다. 또한, 접속 부재 (4) 의 절결공 (10) 에 기재 (2) 의 세라믹스가 비집고 들어간다. 또, 절결공 (10) 이 접속 부재 (4) 의 외측 가장자리 (7) 까지 도달되어 있기 때문에, 접속 부재 (4) 의 실질적인 외측 가장자리의 길이가 길어진다. 이 때문에, 접속 부재 (4) 와 기재 (2) 의 밀착력이 향상되어, 접속 부재 (4) 근방의 강도 신뢰성이 향상된다. 제 4 실시형태에 있어서는, 절결공 (10) 이 본 발명의 제 2 소정 구조에 해당한다.
또, 접속 부재 (4) 가 회전 대칭성을 구비하고 있기 때문에, 예를 들어, 절결공 (10) 이 둘레 방향으로 등간격으로 형성되어 있지 않거나, 또는, 절결공 (10) 각각의 크기나 형상이 상이하거나 하여, 회전 대칭성을 구비하고 있지 않은 경우와 비교하여, 접속 부재 (4) 의 내부 응력을 빠져나가게 하는 데에 중복 부분이 발생하는 것을 억제하여, 내부 응력을 적절히 분산시켜 기재 표면측의 절연층에 대한 크랙의 발생을 억제시킬 수 있다.
또한, 내부 응력의 억제력이 저하될 우려가 있기는 하지만, 절결공 (10) 은, 접속 부재 (4) 가 회전 대칭성을 구비하고 있지 않도록 형성해도, 종래보다 내부 응력을 억제하여, 크랙 등의 문제를 억제한다는 본 발명의 작용 효과를 발휘할 수 있다.
[실시예 4]
제 4 실시형태의 실시예 4 는, 접속 부재 (4) 에 레이저 가공에 의해, 둘레 방향 45°의 간격으로 8 개의 절결공 (10) 을 형성한 것이다. 절결공 (10) 의 둘레 방향의 사이에 형성되는 돌기부 (11) 는, 선단의 각도가 90°가 되도록, 또한, 접속 부재 (4) 의 중심으로부터 돌기부 (11) 의 선단까지의 거리가 4 mm (즉 접속 부재 (4) 의 직경이 8 mm) 가 되도록 설정하고 있다.
또한, 제 4 실시형태에 있어서의 각도 등의 수치는 예시로, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 다른 수치를 설정해도 본 발명의 작용 효과를 얻을 수 있다.
[제 5 실시형태]
제 5 실시형태의 전극 매설 부재 (1) 는, 접속 부재 (4) 가 상이한 것 이외에는 모두 제 1 실시형태의 것과 동일하게 구성되어 있다. 도 6 에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 제 5 실시형태의 접속 부재 (4) 는, 금속 선이나 금속 섬유 등을 망목상으로 엮거나 하여 구성된 1 장의 메시 구조체, 또는 복수 장의 메시 구조체를 중첩시킨 적층체에 의해 구성되어 있다.
제 5 실시형태의 전극 매설 부재 (1) 에 의하면, 접속 부재 (4) 가 메시 구조체가 아닌 것과 비교하여 접속 부재 (4) 의 체적을 작게 할 수 있기 때문에, 금속제의 접속 부재 (4) 와 모재인 세라믹스의 물성의 차로 인해 야기되는 응력이 억제되어, 기재 (2) 에 형성되는 절연층 (기재 (2) 에 있어서의 내부 전극 (3) 으로부터 기재 (2) 의 표면 (2a) 까지의 부분) 의 크랙 등의 문제를 억제할 수 있다.
또, 기재 (2) 의 소성시에 메시 구조체인 접속 부재 (4) 가 변형되기 쉽기 때문에 접속 부재 (4) 의 내부 응력이 완화된다. 또한, 접속 부재 (4) 의 메시 구조체의 간극에 기재 (2) 의 세라믹스가 비집고 들어가기 때문에, 접속 부재 (4) 와 기재 (2) 의 밀착력이 향상되어, 단자 (5) 근방의 강도 신뢰성이 향상된다. 제 5 실시형태에 있어서는, 접속 부재 (4) 의 메시 구조체의 적층체가 본 발명의 제 3 소정 구조에 해당한다.
[실시예 5]
제 5 실시형태의 실시예 5-1 내지 실시예 5-4 (이하, 실시예 5 라고 한다) 는, 접속 부재 (4) 를 몰리브덴제의 메시 구조체를 직경 6 mm 의 원형으로 절단하여 제작하였다. 다른 구성은, 실시예 1 과 동일하다. 실시예 5-1 은, 와이어선 직경 0.03 mm, 평직 메시 사이즈 (1 인치당의 와이어 개수) 150, 실시예 5-2 는, 와이어선 직경 0.05 mm, 평직 메시 사이즈 (1 인치당의 와이어 개수) 100, 실시예 5-3 은, 와이어선 직경 0.10 mm, 평직 메시 사이즈 (1 인치당의 와이어 개수) 50, 실시예 5-4 는, 와이어선 직경 0.15 mm, 평직 메시 사이즈 (1 인치당의 와이어 개수) 40 으로 설정되어 있다.
실시예 1 과 동일한 평가 방법으로 테스트한 결과, 실시예 5-1 내지 실시예 5-4 의 어느 것도 크랙 발생 지점 수는 0 개로, 신뢰성이 높은 것이 확인되었다. 메시 구조체로 이루어지는 접속 부재 (4) 가 세라믹스의 소성시에 변형되어, 내부 응력이 완화되었기 때문인 것으로 생각된다.
또, 기재 (2) 의 재료가 되는 세라믹스가 메시 구조체의 망목에 침입함으로써 기재 (2) 와 접속 부재 (4) 사이의 밀착성이 향상되어, 접속 부재 (4) 근방의 강도 신뢰성이 향상된 것으로 생각된다.
[실시예 6]
제 5 실시형태의 실시예 6-1 내지 실시예 6-3 (이하, 실시예 6 이라고 한다) 은, 접속 부재 (4) 를, 메시 구조체를 3 개 적층시킨 3 층 구조로 하고 있다. 다른 구성은, 실시예 1 과 동일하다.
실시예 6-1 은, 와이어선 직경 0.03 mm, 평직 메시 사이즈 (1 인치당의 와이어 개수) 150, 실시예 6-2 는, 와이어선 직경 0.05 mm, 평직 메시 사이즈 (1 인치당의 와이어 개수) 100, 실시예 6-3 은, 와이어선 직경 0.10 mm, 평직 메시 사이즈 (1 인치당의 와이어 개수) 50 으로 설정되어 있다.
실시예 6 에서도, 실시예 1 과 동일한 평가 방법으로 테스트한 결과, 실시예 6-1 내지 실시예 6-3 의 어느 것도 크랙 발생 지점 수는 0 개로, 신뢰성이 높은 것이 확인되었다. 메시 구조체로 이루어지는 접속 부재 (4) 가 세라믹스의 소성시에 변형되어, 내부 응력이 완화되었기 때문인 것으로 생각된다.
또, 기재 (2) 의 재료가 되는 세라믹스가 메시 구조체의 망목에 침입함으로써 기재 (2) 와 접속 부재 (4) 사이의 밀착성이 향상되어, 접속 부재 (4) 근방의 강도 신뢰성이 향상된 것으로 생각된다.
또한, 실시예 6 에서는, 메시 구조체를 3 층 구조로 하고 있기 때문에, 단자용의 삽입공 (2c) 가공시에 접속 부재 (4) 를 뚫어 내부 전극 (3) 이 손상되어 버릴 가능성을 저하시킬 수 있다.
또한, 복수의 메시 구조체를 적층할 때에, 그 적층 계면에 텅스텐 페이스트를 도포함으로써 접속 부재 (4) 의 전기적 특성을 개선할 수 있다.
또한, 제 5 실시형태에 있어서의 와이어선 직경이나, 메시 사이즈, 중첩시키는 메시 구조체의 장수 등의 수치는 예시로, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 다른 수치를 설정해도 본 발명의 작용 효과를 얻을 수 있다.
1 : 전극 매설 부재
2 : 기재
2a : 표면
2b : 이면
3 : 내부 전극
4 : 접속 부재
5 : 단자
5a : 완충 부재
6 : 중앙 영역
7 : 외측 가장자리
8 : 슬릿 (절결부)
9 : 절결공 (제 3 실시형태)
10 : 절결공 (제 4 실시형태)
11 : 돌기부

Claims (7)

  1. 표면 및 이면을 갖고, 세라믹스로 이루어지는 판상의 기재와,
    상기 기재의 표면과 평행하게 연장되고, 상기 기재에 매설되는 내부 전극과,
    상기 기재의 표면과 평행하게 연장되고, 상기 내부 전극에 겹쳐서 배치되는 접속 부재와,
    상기 접속 부재에 접속되는 단자를 구비하는 전극 매설 부재로서,
    이하의 (1) 내지 (3) 의 어느 소정 구조를 적어도 1 개 갖는 것을 특징으로 하는 전극 매설 부재 :
    (1) 상기 기재의 표면에 수직인 방향에 있어서의 상기 접속 부재의 적어도 일부의 두께가 0.2 mm 이하인 제 1 소정 구조 ;
    (2) 상기 접속 부재가 절결부를 구비한 제 2 소정 구조 ;
    (3) 상기 접속 부재가 메시 구조체로 이루어지는 제 3 소정 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정 구조는 적어도 상기 제 1 소정 구조를 구비하는 것이고,
    상기 제 1 소정 구조는, 상기 기재의 표면에 수직인 방향에 있어서의 상기 접속 부재 전체의 두께가 0.2 mm 이하인 것을 특징으로 하는 전극 매설 부재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소정 구조는, 적어도 상기 제 2 소정 구조를 구비하는 것이고,
    상기 절결부는, 상기 접속 부재의 상기 단자가 접속되는 중앙 영역을 피해 상기 접속 부재의 중앙 영역측으로부터 상기 접속 부재의 외측 가장자리를 향해 방사상으로 연장되는 슬릿인 것을 특징으로 하는 전극 매설 부재.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소정 구조는, 적어도 상기 제 2 소정 구조를 구비하는 것이고,
    상기 절결부는, 상기 접속 부재의 상기 단자가 접속되는 중앙 영역을 피해 상기 접속 부재를 관통하는 절결공인 것을 특징으로 하는 전극 매설 부재.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소정 구조는, 적어도 상기 제 2 소정 구조를 구비하는 것이고,
    상기 절결부는, 상기 접속 부재의 상기 단자가 접속되는 중앙 영역을 피함과 함께, 상기 중앙 영역측으로부터 상기 접속 부재의 외측 가장자리까지 도달되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 매설 부재.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소정 구조는, 적어도 상기 제 3 소정 구조를 구비하는 것이고,
    상기 접속 부재는, 메시 구조체를 복수 장 중첩시켜 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 매설 부재.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소정 구조는, 상기 기재의 표면에 수직인 방향에서 보았을 때에 회전 대칭성을 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 매설 부재.
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