接合結(jié)構(gòu)體制造技術(shù)

陶瓷加熱器(10)具備陶瓷構(gòu)件(12)、加熱元件(14)、連接構(gòu)件(16)以及外部通電構(gòu)件(18)。連接構(gòu)件(16)是按照從陶瓷構(gòu)件(12)中的孔(12c)的底面到達(dá)加熱元件(14)的方式埋設(shè)的圓柱狀的金屬構(gòu)件。連接構(gòu)件(16)的直徑D為3.5～5mm，與加熱元件(14)相接的圓形面與圓柱側(cè)面的角部分(16b)的曲率半徑R為0.3～1.5mm，比率R/D為0.09～0.30。外部通電構(gòu)件(18)介由接合層(20)而與連接構(gòu)件(16)接合。根據(jù)該陶瓷加熱器(10)，能夠在與以往相比提高接合強(qiáng)度的同時(shí)，降低陶瓷構(gòu)件(12)破損的風(fēng)險(xiǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及接合結(jié)構(gòu)體。
技術(shù)介紹
作為陶瓷構(gòu)件與金屬構(gòu)件的接合結(jié)構(gòu)體，已知例如專利文獻(xiàn)1中記載的接合結(jié)構(gòu)體。在專利文獻(xiàn)1中，作為這樣的接合結(jié)構(gòu)體，公開了圖5中所示的陶瓷加熱器210。陶瓷加熱器210具備陶瓷構(gòu)件212、連接構(gòu)件216、外部通電構(gòu)件218以及引導(dǎo)構(gòu)件222。陶瓷構(gòu)件212是內(nèi)置加熱元件214的圓板狀的構(gòu)件。連接構(gòu)件216是按照從陶瓷構(gòu)件212的有底筒狀的孔212c的底面到達(dá)加熱元件214的方式埋設(shè)的金屬制的圓柱構(gòu)件。外部通電構(gòu)件218是介由接合層220而與連接構(gòu)件216中露出于孔212c底面的面接合的金屬制構(gòu)件，用于向加熱元件214進(jìn)行供電。引導(dǎo)構(gòu)件222是將外部通電構(gòu)件218中連接構(gòu)件側(cè)的外周面包圍的圓筒構(gòu)件。該引導(dǎo)構(gòu)件222中，面向外部通電構(gòu)件218的凸緣的端面介由接合層224與凸緣接合，面向孔212c的底面的端面介由接合層220與外部通電構(gòu)件218、連接構(gòu)件216接合。外部通電構(gòu)件218中連接構(gòu)件側(cè)的外周面通過(guò)引導(dǎo)構(gòu)件222而與氧化性氣氛隔離。說(shuō)明了在該陶瓷加熱器210中，連接構(gòu)件216與外部通電構(gòu)件218的接合強(qiáng)度高。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1：日本特許第3790000號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)想要解決的課題近年來(lái)，人們期望一種與上述的陶瓷加熱器210相比接合強(qiáng)度進(jìn)一步高的陶瓷加熱器。為了進(jìn)一步提高接合強(qiáng)度，可考慮增大連接構(gòu)件216的直徑。然而，在該情況下，出現(xiàn)在陶瓷構(gòu)件212容易產(chǎn)生裂紋這樣的問(wèn)題。即，當(dāng)在高溫中使用陶瓷加熱器210時(shí)，熱應(yīng)力集中在連接構(gòu)件216中與加熱元件214相接的面的角部分，若連接構(gòu)件216的直徑大則熱應(yīng)力變大，有可能從該角部分向陶瓷構(gòu)件212產(chǎn)生裂紋而破損。或者，在燒成、接合這樣的陶瓷制造工序中，若連接構(gòu)件216的直徑大則熱應(yīng)力變大，也有可能從連接構(gòu)件216的角部分向陶瓷構(gòu)件212產(chǎn)生裂紋。本專利技術(shù)為了解決這樣的課題而完成，其主要目的在于，在接合結(jié)構(gòu)體中，在更加提高接合強(qiáng)度的同時(shí)，降低陶瓷構(gòu)件破損的風(fēng)險(xiǎn)。用于解決問(wèn)題的方案本專利技術(shù)的第1接合結(jié)構(gòu)體是具備如下構(gòu)件的接合結(jié)構(gòu)體，即，具備：具備晶片載置面的陶瓷構(gòu)件，埋設(shè)于前述陶瓷構(gòu)件中且形狀與前述晶片載置面相符的埋設(shè)電極，按照從前述陶瓷構(gòu)件中與前述晶片載置面相反一側(cè)的面到達(dá)前述埋設(shè)電極的方式埋設(shè)的金屬制的連接構(gòu)件，以及介由接合層而與前述連接構(gòu)件中露出于外部的面接合的金屬制的外部通電構(gòu)件；前述連接構(gòu)件是圓柱構(gòu)件，直徑D為3.5～5mm，與前述埋設(shè)電極相接的圓形面與圓柱側(cè)面的角部分的曲率半徑R為0.3～1.5mm，比率R/D為0.09以上。根據(jù)該接合結(jié)構(gòu)體，能夠在與以往相比提高接合強(qiáng)度的同時(shí)，降低陶瓷構(gòu)件破損的風(fēng)險(xiǎn)。即，以往的連接構(gòu)件的直徑D為3mm左右，而相對(duì)于此，在本專利技術(shù)中將直徑D設(shè)定為3.5～5mm，因而連接構(gòu)件與外部通電構(gòu)件的接合面積變大，接合強(qiáng)度變高。另一方面，若使直徑D增大，則容易從連接構(gòu)件中與埋設(shè)電極相接的面與圓柱側(cè)面的角部分朝向陶瓷構(gòu)件產(chǎn)生裂紋，但由于將該角部分的曲率半徑R設(shè)為0.3～1.5mm，將比率R/D設(shè)為0.09以上，因而能夠防止這樣的裂紋的產(chǎn)生，進(jìn)而能夠降低陶瓷構(gòu)件破損的風(fēng)險(xiǎn)。予以說(shuō)明的是，雖然也可以使比率R/D大于0.3，但裂紋防止效果不會(huì)更進(jìn)一步提高，反而會(huì)使連接構(gòu)件與埋設(shè)電極的接觸面積變小。因此，比率R/D優(yōu)選為0.3以下。本專利技術(shù)的第2接合結(jié)構(gòu)體是具備如下構(gòu)件的接合結(jié)構(gòu)體，即，具備：具備晶片載置面的陶瓷構(gòu)件，埋設(shè)于前述陶瓷構(gòu)件且形狀與前述晶片載置面相符的埋設(shè)電極，按照從前述陶瓷構(gòu)件中與前述晶片載置面相反一側(cè)的面到達(dá)前述埋設(shè)電極的方式埋設(shè)的金屬制的連接構(gòu)件，以及介由接合層而與前述連接構(gòu)件中露出于外部的面接合的金屬制的外部通電構(gòu)件；前述連接構(gòu)件是圓柱構(gòu)件，直徑D為3.5～5mm，與前述埋設(shè)電極相接的圓形面與圓柱側(cè)面的角部分是具有短徑F、長(zhǎng)徑G的橢圓形狀，前述短徑F以及前述長(zhǎng)徑G為0.3～1.5mm，比率F/D以及比率G/D為0.09以上。根據(jù)該接合結(jié)構(gòu)體，能夠在與以往相比提高接合強(qiáng)度的同時(shí)，降低陶瓷構(gòu)件破損的風(fēng)險(xiǎn)。即，以往的連接構(gòu)件的直徑D為3mm左右，而相對(duì)于此，在本專利技術(shù)中將直徑D設(shè)定為3.5～5mm，因而連接構(gòu)件與外部通電構(gòu)件的接合面積變大，接合強(qiáng)度變高。另一方面，若使直徑D增大，則容易從連接構(gòu)件中與埋設(shè)電極相接的面與圓柱側(cè)面的角部分朝向陶瓷構(gòu)件產(chǎn)生裂紋，但由于將該角部分設(shè)為具有短徑F、長(zhǎng)徑G的橢圓形狀，并將它們的值設(shè)為0.3～1.5mm，將比率F/D以及比率G/D設(shè)為0.09以上，因而能夠防止這樣的裂紋的產(chǎn)生，進(jìn)而能夠降低陶瓷構(gòu)件破損的風(fēng)險(xiǎn)。予以說(shuō)明的是，雖然也可使比率F/D以及比率G/D大于0.3，但裂紋防止效果不會(huì)更進(jìn)一步提高，反而使連接構(gòu)件與埋設(shè)電極的接觸面積變小。因此，比率F/D以及比率G/D優(yōu)選為0.3以下。在本專利技術(shù)的接合結(jié)構(gòu)體中，前述陶瓷構(gòu)件的材質(zhì)是氮化鋁、氧化鋁、碳化硅或氮化硅，前述連接構(gòu)件的材質(zhì)優(yōu)選為Mo、W、Nb、Mo化合物、W化合物或Nb化合物。如果這樣設(shè)定，則由于陶瓷構(gòu)件與連接構(gòu)件的熱膨脹系數(shù)差很小，因而能夠?qū)釕?yīng)力抑制得小，能夠確實(shí)地防止在陶瓷構(gòu)件產(chǎn)生裂紋。例如，陶瓷構(gòu)件的材質(zhì)為AlN的情況下，連接構(gòu)件的材質(zhì)優(yōu)選為Mo。陶瓷構(gòu)件的材質(zhì)為Al2O3的情況下，連接構(gòu)件的材質(zhì)優(yōu)選為Nb或WC。陶瓷構(gòu)件的材質(zhì)為SiC的情況下，連接構(gòu)件的材質(zhì)優(yōu)選為WC。陶瓷構(gòu)件的材質(zhì)為Si3N4的情況下，連接構(gòu)件的材質(zhì)優(yōu)選為W或WC。在本專利技術(shù)的接合結(jié)構(gòu)體中，前述接合層的材質(zhì)優(yōu)選為Au、Al、Ag、Au合金、Al合金或Ag合金。如果這樣設(shè)定，則能夠提高接合層的強(qiáng)度。另外，材質(zhì)為Au或Au合金的情況下，除此之外還能夠提高耐氧化性，因此更加優(yōu)選。在本專利技術(shù)的接合結(jié)構(gòu)體中，前述外部通電構(gòu)件具備：介由前述接合層而與前述連接構(gòu)件接合的第1部、以及介由中間接合部而與該第1部中與前述連接構(gòu)件的接合面相反一側(cè)的面接合的第2部，前述第1部可以由與前述第2部相比熱膨脹系數(shù)低且耐氧化性高的金屬構(gòu)成。另外，前述第1部也可為如下構(gòu)成：其周圍被由耐氧化性比該第1部高的金屬構(gòu)成的引導(dǎo)構(gòu)件所包圍，從而不與周圍的氣氛直接接觸。附圖說(shuō)明圖1是陶瓷加熱器10的主要部分的截面圖。圖2是陶瓷加熱器10的制造工序圖。圖3是另一實(shí)施方式的主要部分的截面圖。圖4是另一實(shí)施方式的連接構(gòu)件16的周圍的截面圖。圖5是以往的陶瓷加熱器210的主要部分的截面圖。具體實(shí)施方式接著，以下說(shuō)明作為本專利技術(shù)接合結(jié)構(gòu)體的優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方式的陶瓷加熱器10。圖1為陶瓷加熱器10的主要部分的截面圖。陶瓷加熱器10用于對(duì)要進(jìn)行蝕刻、CVD等的晶片進(jìn)行加熱，設(shè)置于未圖示的真空腔內(nèi)。該陶瓷加熱器10具備陶瓷構(gòu)件12、加熱元件(相當(dāng)于本專利技術(shù)的埋設(shè)電極)14、連接構(gòu)件16、外部通電構(gòu)件18以及引導(dǎo)構(gòu)件22。陶瓷構(gòu)件12形成為圓板狀，一面成為用于載置晶片的晶片載置面12a。予以說(shuō)明的是，在圖1中，晶片載置面12a處于下方，但在實(shí)際使用陶瓷加熱器10時(shí)，使晶片載置面12a處于上方。作為該陶瓷構(gòu)件12的材質(zhì)，優(yōu)選為例如氮化鋁、氧化鋁、碳化硅、氮化硅等。另外，在陶瓷構(gòu)件12的與晶片載置面12a相反一側(cè)的面12b，形成有有底筒狀的孔12c。陶瓷本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種接合結(jié)構(gòu)體，其為具備如下構(gòu)件的接合結(jié)構(gòu)體，即，具備：具備晶片載置面的陶瓷構(gòu)件，埋設(shè)于所述陶瓷構(gòu)件且形狀與所述晶片載置面相符的埋設(shè)電極，按照從所述陶瓷構(gòu)件中與所述晶片載置面相反一側(cè)的面到達(dá)所述埋設(shè)電極的方式埋設(shè)的金屬制的連接構(gòu)件，以及介由接合層而與所述連接構(gòu)件中露出于外部的面接合的金屬制的外部通電構(gòu)件；所述連接構(gòu)件是圓柱構(gòu)件，直徑D為3.5～5mm，與所述埋設(shè)電極相接的圓形面與圓柱側(cè)面的角部分的曲率半徑R為0.3～1.5mm，比率R/D為0.09以上。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】2014.06.27 JP 2014-1323051.一種接合結(jié)構(gòu)體，其為具備如下構(gòu)件的接合結(jié)構(gòu)體，即，具備：具備晶片載置面的陶瓷構(gòu)件，埋設(shè)于所述陶瓷構(gòu)件且形狀與所述晶片載置面相符的埋設(shè)電極，按照從所述陶瓷構(gòu)件中與所述晶片載置面相反一側(cè)的面到達(dá)所述埋設(shè)電極的方式埋設(shè)的金屬制的連接構(gòu)件，以及介由接合層而與所述連接構(gòu)件中露出于外部的面接合的金屬制的外部通電構(gòu)件；所述連接構(gòu)件是圓柱構(gòu)件，直徑D為3.5～5mm，與所述埋設(shè)電極相接的圓形面與圓柱側(cè)面的角部分的曲率半徑R為0.3～1.5mm，比率R/D為0.09以上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接合結(jié)構(gòu)體，其中，所述比率R/D為0.3以下。3.一種接合結(jié)構(gòu)體，其為具備如下構(gòu)件的接合結(jié)構(gòu)體，即，具備：具備晶片載置面的陶瓷構(gòu)件，埋設(shè)于所述陶瓷構(gòu)件中且形狀與所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：海野豐，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：日本礙子株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：日本;JP