JPH10259059A

JPH10259059A - 金属部材内蔵セラミックス部材の製造方法

Info

Publication number: JPH10259059A
Application number: JP9063148A
Authority: JP
Inventors: Koji Ikeda; 光司池田; Toshio Oda; 小田　　敏夫; Hiromichi Kobayashi; 小林　　廣道
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1997-03-17
Filing date: 1997-03-17
Publication date: 1998-09-29
Anticipated expiration: 2017-03-17
Also published as: JP3554460B2

Abstract

(57)【要約】【課題】金属部材が内蔵されているセラミックス部材を
ホットプレス法によって製造するのに際して、セラミッ
クス部材中にある金属部材の平坦度を向上させ、セラミ
ックス部材中の空孔やクラックの発生を防止する。【解決手段】セラミックス部材の原料とバインダーとの
混合物を噴霧造粒装置によって造粒して造粒顆粒を得、
この造粒顆粒を成形することによって、金属部材４が埋
設されている成形密度１．４〜２．５ｇ／ｃｍ³（好ま
しくは１．７〜２．０ｇ／ｃｍ³）の予備成形体１７を
得、予備成形体１７をホットプレスする。好ましくは、
金属部材を予備成形体の内部に所定平面に沿って埋設さ
せるために、所定平面に垂直な方向へと向かって一軸加
圧成形し、予備成形体１７がバインダーを０．４〜５．
０重量％（好ましくは１．０〜３．０重量％）含有して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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、まず、金属電極４の焼結体表
面２０ａに対する傾斜をなくするために、焼結体２０の
表面２０ａ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２０
ａ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２０
ａ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】また、ホットプレス焼結後にセラミックス
部材の中に空孔が生ずることがあり、この空孔は、セラ
ミックス部材の研磨加工後にその表面に小穴として現れ
る。こうした小穴は、パーティクル発生の原因となるこ
とがわかってきた。更に、ホットプレス焼結後にセラミ
ックス部材中に微細なクラックが発生することがあり、
これが温度の均一性を乱したり、あるいは劣化の開始点
となるおそれがある。

【００１３】本発明の課題は、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をホットプレス法によ
って製造するのに際して、セラミックス部材中にある金
属部材の平坦度を向上させ、セラミックス部材中の空孔
やクラックの発生を防止できるようにすることである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、金属部材が内
蔵されているセラミックス部材を製造するのに際して、
セラミックス部材の原料とバインダーとの混合物を噴霧
造粒装置によって造粒して造粒顆粒を得、この造粒顆粒
を成形することによって、金属部材が埋設されている成
形密度１．４ｇ／ｃｍ³以上、２．５ｇ／ｃｍ³以下の
予備成形体を得、この予備成形体をホットプレスするこ
とを特徴とする。

【００１５】本発明者は、ホットプレス用の予備成形体
を作製する段階で、セラミックス部材の原料とバインダ
ーとの混合物を噴霧造粒装置によって造粒して造粒顆粒
を成形することを想到した。こうした造粒顆粒は、流動
性が高く、成形密度の高い均一な成形体を作製し易い。
従って、予備成形体中に金属部材を埋設したときに、金
属部材に加わる圧力が均一になり、金属部材が変形しに
くくなる。しかも、ホットプレス段階において、液相生
成が均一に起こるので、ここでも金属部材に加わる応力
が均一となり、金属部材が変形しにくい。また、予備成
形体の成形段階で空気の巻き込みが起こりにくいので、
ホットプレス後の焼結体中に空孔が残りにくく、かつ予
備成形体中にクラックが発生しにくい。

【００１６】ただし、このような造粒顆粒を使用し、金
属部材が埋設されたホットプレス用の予備成形体を作製
する場合には、予備成形体の成形密度を１．４ｇ／ｃｍ
³以上、２．５ｇ／ｃｍ³以下とすることが必要であっ
た。これが１．４ｇ／ｃｍ³未満である場合には、金属
部材を埋設した後の成形段階やホットプレス段階におい
て、成形体の変形量が大きくなり、この変形に伴って金
属部材が変形してしまった。更に、予備成形体中への空
気の巻き込みが多く見られ、この空気によって、ホット
プレス後の焼結体中に空孔が残留した。

【００１７】一方、予備成形体の成形密度が２．５ｇ／
ｃｍ³を越える場合には、予備成形体中にクラック、ラ
ミネーションが発生し、埋設した金属部材が局部的に変
形し、ホットプレス後の焼結体中にもクラックが残留す
ることが判った。

【００１８】本発明においては、予備成形体の成形密度
を１．７ｇ／ｃｍ³以上、２．０ｇ／ｃｍ³以下とする
ことによって、より緻密で欠陥の少ない成形体を得るこ
とができ、ホットプレス後のセラミックス部材中の金属
部材の平坦度が、より一層向上し、焼成体の強度も向上
する。

【００１９】本発明においては、金属部材を予備成形体
の内部に所定平面に沿って埋設させるために、所定平面
に垂直な方向へと向かって一軸加圧成形することが好ま
しい。

【００２０】また、予備成形体中に含有させるバインダ
ーとしては、熱可塑性樹脂が特に好ましく、更にはアク
リル系バインダー、ブチラール系バインダーが特に好ま
しい。アクリル系バインダー、ブチラール系バインダー
は、熱を加えても架橋が進行しないために、比較的に低
温で焼失し、ホットプレス前の脱脂時またはホットプレ
ス時に液相が生成され始める前に飛散するため、焼結体
の内部に空孔が生成しにくい。また、造粒顆粒の外周に
形成されるバインダーの被膜が特に柔らかく、成形時に
造粒顆粒がつぶれやすいために、予備成形体の厚さが一
定かつ均一になり易く、予備成形体中に埋設される金属
部材も平坦になり易い。

【００２１】これに対して、フェノール等の熱硬化製樹
脂は、熱を加えると架橋が進むため、低温では焼失しき
れずに、高温まで未分解成分が残留し、ホットプレスの
際に液相が生成されてから後で飛散するので、小穴の発
生をもたらす。また、各造粒顆粒の外周に形成される樹
脂被膜が硬く、成形時に造粒顆粒がつぶれにくいため
に、凹凸のある不均一な予備成形体ができ、予備成形体
中に埋設される金属部材も平坦になりにくい。

【００２２】また、予備成形体がバインダーを０．４重
量％以上、更には、１．０重量％以上含有していること
が好ましい。これが０．４重量％未満である場合には、
造粒顆粒の流動性が十分ではなくなり、予備成形体の厚
さが不均一になりやすく、成形密度も不均一になりやす
い。このため、予備成形体中に埋設される金属部材が平
坦になりにくく、予備成形体にクラックやラミネーショ
ンが入りやすい。

【００２３】また、予備成形体がバインダーを５．０重
量％以下、更には、３．０重量％以下含有していること
が好ましい。これが５．０重量％を越えると、成形時に
造粒顆粒間に介在するバインダーの層が厚くなり、予備
成形体が柔らかくなり、保形性が悪くなると共に、ホッ
トプレス時にバインダーが飛散しにくくなる傾向があ
る。このために、予備成形体中に埋設された金属部材が
平坦になりにくくなり、空孔ないし小穴も生じ易くな
る。

【００２４】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。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、金属部材の一種である、金網
からなる電極７を示す斜視図である。

【００２５】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。第一の部分２の厚さｔ₁と第二の部分３の厚さｔ₂
とが異なっている。

【００２６】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。

【００２７】予備成形体中に金属電極を埋設する工程に
おいては、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電極を設
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
成形体を得ることが特に好ましい。

【００２８】好適な一軸加圧成形のプロセスについて、
図４（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ説明する。図４（ａ）
に示すように、型９、上パンチ１１、下パンチ１０の中
に、本発明による造粒顆粒を充填し、加圧成形すること
によって、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
上に金属電極４を設ける。成形体１２Ａおよび金属電極
４上に、本発明による造粒顆粒１３を充填する。

【００２９】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。

【００３０】このように、二段階に分けて造粒顆粒の成
形を行う場合には、最初に成形される成形体１２Ａ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には、後で成形される成形体１４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。

【００３１】従って、本発明の好適な態様においては、
最初に厚さが相対的に小さい成形体１２Ａを成形してお
く。これによって、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、金属電極の平坦度が向上するものと思わ
れる。

【００３２】予備成形体中に埋設する金属部材は、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、
印刷法によって製造された電極も含む。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。

【００３３】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。

【００３４】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、エッチングメタル、パンチングメタ
ルを例示できる。

【００３５】次いで、予備成形体をホットプレスする。
この際には、予備成形体を１個ごとにホットプレスする
こともできるが、例えば図５の概略断面図に示すよう
に、ホットプレス装置の型内に複数の予備成形体を収容
し、複数の予備成形体を同時にホットプレスすることが
好ましい。

【００３６】図５においては、型２７およびスリーブ２
８Ａ、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３０と下パンチ３１との間に、例えば
七枚のスペーサー２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ、２
４Ｅ、２４Ｆ、２４Ｇと、六個の予備成形体１７Ａ、１
７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ、１７Ｅ、１７Ｆ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、２４
Ｇが接触している。

【００３７】本実施形態においては、上パンチ３０と下
パンチ３１との中央線Ｄが、ほぼ収縮の中心となる。上
パンチ３０に近い各予備成形体１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ
は、矢印Ｅで示すように中心線Ｄ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１７Ｄ、１７
Ｅ、１７Ｆは、矢印Ｆで示すように中心線Ｄの方へと向
かって収縮する。

【００３８】従って、下パンチ３１に近い予備成形体１
７Ｄ、１７Ｅ、１７Ｆ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１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ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。

【００３９】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。

【００４０】

【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１〜１２および比較例１〜４）図４（ａ）〜
（ｃ）および図５を参照しつつ説明した前記方法に従っ
て、各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０．６〜２．０％添
加し、噴霧造粒装置（スプレードライヤー）によって造
粒し、造粒顆粒を得た。この造粒顆粒を、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１７を作製した。

【００４１】ただし、金属電極４としては、モリブデン
製の網状電極を使用した。実施例３においては、金属電
極４としてモリブデン製のエッチングメタルを使用し、
実施例７においては、金属電極４としてモリブデンペー
ストの印刷層を使用した。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。

【００４２】予備成形体の成形圧力を、第一の部分、第
二の部分共に１００：４００ｋｇ／ｃｍ²の範囲内で変
更し、かつ、噴霧造粒装置による造粒顆粒の平均粒径を
２０〜２００μｍの範囲内で変更することによって、予
備成形体の成形密度を、表１に示すように変更させた。

【００４３】六枚の予備成形体を、図５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１８０
ｍｍ、横６８０ｍｍの柔軟性黒鉛シートを設置した。

【００４４】ホットプレス段階においては、１８５０℃
で２時間保持し、２００ｋｇ／ｃｍ²の圧力を加えた。

【００４５】ホットプレス焼成後の各焼結体について、
第一の部分の表面から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。

【００４６】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。

【００４７】また、ホットプレス後の焼結体の表面を研
磨仕上げ加工し、この加工面を倍率２０倍の光学顕微鏡
によって観察し、肉眼で認められた長径０．１ｍｍ以上
の小穴の数を数えた。また、ホットプレス後の焼結体の
破壊強度を測定し、破壊面を観察することによって、焼
結体の内部のクラックの有無を確認した。これらの結果
を表１に示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】表１から判るように、金属電極が内蔵され
ているセラミックス部材を予備成形体のホットプレスに
よって製造するのに際して、本発明に従って造粒顆粒で
予備成形体を成形し、かつ予備成形体の成形密度を１．
４〜２．５ｇ／ｃｍ³に特定することによって、小穴が
消失し、３２０ＭＰａ以上の強度を有し、破壊面にはク
ラックが観察されない上、焼結体中の金属電極の平坦度
が著しく向上し、特に４０μｍ以下の水準にまで急激に
向上することを発見した。更に、予備成形体の成形密度
を１．７〜２．０ｇ／ｃｍ³とすることによって、金属
電極の平坦度が１５μｍ以下の水準にまで向上し、焼結
体の緻密化が進行し、強度が３８０ＭＰａ以上と急激に
向上した。

【００５０】（実施例１３〜１５）実施例１〜１２と同
様にして、本発明に従ってセラミックス部材を製造し
た。ただし、予備成形体に添加するバインダーを、表２
に示すように変更した。また、予備成形体の成形密度を
１．８ｇ／ｃｍ²とし、金属電極としてモリブデン製の
メッシュを使用した。この結果を表２に示す。

【００５１】

【表２】

【００５２】この結果から判るように、フェノール系の
バインダーが添加されている造粒顆粒を使用した場合
も、クラックがなく、小穴は僅かであり、かつ金属電極
の平坦度も４０μｍ以下の水準にできる。しかし、アク
リル系バインダーまたはブチラール系バインダーが添加
されている造粒顆粒を使用して、予備成形体を成形する
ことによって、小穴がまったく見られなくなり、かつ金
属電極の平坦度が１５μｍ以下、特にアクリル系バイン
ダーの場合には１０μｍ以下の水準にまで著しく減少す
ることがわかった。

【００５３】（実施例１６〜２６）実施例１〜１２と同
様にして、本発明に従ってセラミックス部材を製造し
た。ただし、予備成形体にアクリル系バインダーを添加
し、予備成形体の成形密度を１．６〜２．１ｇ／ｃｍ²
とし、金属電極としてモリブデン製のメッシュを使用し
た。予備成形体中のバインダーの濃度を、表３に示すよ
うに変更した。この結果を表３に示す。

【００５４】

【表３】

【００５５】実施例１６においては、バインダーの濃度
が０．３重量％であるが、小穴は確認されず、クラック
はごく僅かであり、焼結体中の金属電極の平坦度は３８
μｍであった。実施例２６では、小穴は僅かに認められ
るが、クラックはなく、金属電極の平坦度は３５μｍと
良好であった。

【００５６】しかし、バインダーの濃度を０．４〜５．
０重量％の範囲内にすることによって、小穴、クラック
共に消失し、ホットプレス焼結体中の金属電極の平坦度
も約２０μｍ以下の水準にまで急激に減少することがわ
かった。更に、バインダーの濃度を１．０〜３．０重量
％の範囲内とすることによって、焼結体中の金属電極の
平坦度が一層顕著に減少することがわかった。

【００５７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、金
属部材が内蔵されているセラミックス部材をホットプレ
ス法によって製造するのに際して、セラミックス部材中
にある金属部材の平坦度を向上させ、セラミックス部材
中の空孔やクラックの発生を防止できる。

【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、本発明において予備成形体
の成形に適用可能な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】ホットプレス工程を実施するために、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
第二の部分の成形体１７、１７Ａ、１７Ｂ、１７
Ｃ、１７Ｄ、１７Ｅ、１７Ｆ予備成形体２４Ａ、
２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ、２４Ｅ、２４Ｆ、２４Ｇス
ペーサー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、ＢＣの
平行線Ｃ金属電極４の中心線Ｄ予備成形体の収縮の中
心Ｅ、Ｆ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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属部材が内蔵されているセラミックス部
材を製造するのに際して、前記セラミックス部材の原料
とバインダーとの混合物を噴霧造粒装置によって造粒し
て造粒顆粒を得、この造粒顆粒を成形することによっ
て、前記金属部材が埋設されている成形密度１．４ｇ／
ｃｍ³以上、２．５ｇ／ｃｍ³以下の予備成形体を得、
この予備成形体をホットプレスすることを特徴とする、
金属部材内蔵セラミックス部材の製造方法。
【請求項２】前記金属部材を前記予備成形体の内部に所
定平面に沿って埋設させるために、前記所定平面に垂直
な方向へと向かって一軸加圧成形することを特徴とす
る、請求項１記載の金属部材内蔵セラミックス部材の製
造方法。
【請求項３】前記予備成形体の成形密度が１．７ｇ／ｃ
ｍ³以上、２．０ｇ／ｃｍ³以下であることを特徴とす
る、請求項１または２記載の金属部材内蔵セラミックス
部材の製造方法。
【請求項４】前記バインダーがアクリル系バインダーと
ブチラール系バインダーとの少なくとも一方からなるこ
とを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの請求項
に記載の金属部材内蔵セラミックス部材の製造方法。
【請求項５】前記バインダーを、前記予備成形体をホッ
トプレスする前またはホットプレスにおいてセラミック
スの液相生成の開始前に飛散させることを特徴とする、
請求項１〜４のいずれか一つの請求項に記載の金属部材
内蔵セラミックス部材の製造方法。
【請求項６】前記予備成形体が前記バインダーを０．４
重量％以上、５．０重量％以下含有していることを特徴
とする、請求項１〜５のいずれか一つの請求項に記載の
金属部材内蔵セラミックス部材の製造方法。
【請求項７】前記予備成形体が前記バインダーを１．０
重量％以上、３．０重量％以下含有していることを特徴
とする、請求項６記載の金属部材内蔵セラミックス部材
の製造方法。
【請求項８】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１〜７のいずれか一つの
請求項に記載の金属部材内蔵セラミックス部材の製造方
法。