JP2018203581A - セラミックス構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】金属端子の熱膨張によるセラミックス基材の破損を防止することが可能なセラミックス構造体の提供。【解決手段】柱状の穴部２２を有するセラミックス基材２０と、セラミックス基材２０内に埋設された金属電極層３０と、金属電極層３０に電気的に接続されておりかつ穴部２２から少なくとも一部が露出する露出面５１を有するようにセラミックス基材２０内に埋設される導電部材５０と、導電部材５０の露出面５１上に配されかつ第１のロウ材７０によって接合されている第１の金属部材６０と、第１の金属部材６０の導電部材５０の露出面５１に対向する面と逆側の面上に配され、かつ第１のロウ材７０よりも展延性が高い第２のロウ材９０よって第１の金属部材６０と接合される１又は複数の第２の金属部材８０と、穴部２２に挿入され、１又は複数の第２の金属部材８０と、第２のロウ材９０によって接合されている柱状の金属端子４０とを含むセラミックス構造体。【選択図】図３

Description

本発明は、セラミックス構造体に関する。

窒化アルミニウム等のセラミックス基材中に埋設された金属電極や金属抵抗体等の金属部材に電力供給用コネクタを電気的に接続し、電力供給用コネクタから金属部材に電力を供給することにより、高周波電力の発生やセラミックス基材の加熱等が行われている。

このような電力供給用コネクタの接合構造としては、金属部材が埋設されているセラミックス基材と前記金属部材に電力を供給する電力供給用コネクタの接合構造であって、前記金属部材の少なくとも一部が露出するように前記セラミックス基材に形成されたザグリ穴と、前記ザグリ穴の小径部の形状と適合する形状の突起部を有し、当該突起部が小径部に挿入された状態でザグリ穴に配設された応力緩和用インサート部材と、前記電力供給用コネクタと前記応力緩和用インサート部材を接合すると共に、前記ザグリ穴と応力緩和用インサート部材間の隙間をシールするロウ材とを備えるものが開示されている（特許文献１参照）。

特許第４５１０７４５号公報

特許文献１では、ロウ材と金属部材の間にチタン（Ｔｉ）等の金属材料より形成された活性金属箔が配設されている。このような場合、ロウ材は、活性金属箔によって金属部材との接合強度が強くなる一方で、展延性が低くなる。

従って、金属部材と応力緩和用インサートの接合はより強固になるため、電力供給用コネクタ（金属端子）の熱膨張によって生じた応力が金属部材を介してセラミックス基材に伝わることになる。この結果、セラミックス基材にクラックが発生しやすくなる問題がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、金属端子の熱膨張によるセラミックス基材の破損を防止することが可能なセラミックス構造体を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するため、本発明のセラミックス構造体は、主面から内部に伸長する柱状の穴部を有する板状のセラミックス基材と、前記セラミックス基材内に埋設された金属電極層と、前記金属電極層に電気的に接続されておりかつ前記穴部から少なくとも一部が露出する露出面を有するように前記セラミックス基材内に埋設される導電部材と、前記導電部材の露出面上に配されかつ第１のロウ材によって接合されている第１の金属部材と、前記第１の金属部材の前記導電部材の前記露出面に対向する面と逆側の面上に配され、かつ前記第１のロウ材よりも展延性が高い第２のロウ材よって前記第１の金属部材と接合される１又は複数の第２の金属部材と、前記穴部に挿入され、前記１又は複数の第２の金属部材と、前記第２のロウ材によって接合されている柱状の金属端子と、を含むことを特徴としている。

本発明のセラミックス構造体によれば、第１の金属部材と第２の金属部材との間、及び第２の金属部材と金属端子との間が第１のロウ材よりも展延性が高い第２のロウ材によって接合されることにより、金属端子の熱膨張によってセラミックス基材に生ずる応力を第２のロウ材が緩和することが可能となる。このため、金属端子の熱膨張によってセラミックス基材が損傷することを防ぐことが可能となる。

本発明において、前記穴部は、前記セラミックス基材の主面における開口部よりも小径に形成された収容部を有し、前記第１の金属部材は、前記収容部に収容されていることが好ましい。

本発明において、前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とは互いに対向する一組の面を有し、前記セラミックス基材の主面と垂直な方向から見て、前記互いに対向する一組の面の一方が他方を包含していることが好ましい。

第２の金属部材側の面が第１の金属部材側の面を包含するときは、第１の金属部材の第１のロウ材との接触面積がより小さくなるため、金属端子の熱膨張によって生じた力であって、第２の金属部材及び第１の金属部材を介してセラミックス基材伝わる力を小さくすることができる。

これに対して第１の金属部材側の面が第２の金属部材側の面を包含するときは、第２の金属部材の第２のロウ材及び金属端子との接触面積が小さくなる。よって、金属端子の熱膨張によって生じた第２の金属部材から第１の金属部材に伝わるセラミックス基材に作用する力も小さくなるため、セラミックス基材の損傷を防ぐことが可能となる。

本発明において、前記金属端子の前記穴部への挿入方向の先端面と前記第２の金属部材の前記先端面と対向する面との間は、前記第２のロウ材が介在していることが好ましい。

この場合、第１のロウ材よりも展延性が高い第２のロウ材が第２の金属部材の前記先端面と対向する面との間に介在することにより、第２のロウ材が金属端子の熱膨張による変形を吸収しつつ、電気的な接続を維持することが可能となる。

本発明において、前記穴部の開口部の開口端から前記穴部の底面に向かって間隙が形成されていることが好ましい。

この場合、穴部の開口部の開口端から穴部の底面に向かって間隙が形成されることにより、金属端子の熱膨張によって穴部の側壁に生じる応力を小さくすることができる。

本発明において、前記金属端子は、前記セラミックス基材の主面と垂直な方向から見て、前記金属端子の先端面に対向して配される前記第２の金属部材の前記先端面に対向する面を包含するような開口を有する凹部が前記先端面に形成されていることが好ましい。

この場合、金属端子が軸方向に膨張した際のセラミックス基材に向かって生じる応力をより効果的に緩和することができる。

本発明において、前記第１のロウ材は、活性金属と、１種又は２種以上の展延性を有する金属と、を成分とし、前記第２のロウ材は、１種又は２種以上の展延性を有する金属を成分とすることが好ましい。金属は純度が上がることによって塑性変形がより容易に起こる。

この場合、第１のロウ材は、活性金属と、１種又は２種以上の展延性を有する金属と、を成分とすることにより、第１の金属部材の導電部材への接着を強固にすることができる。また、第２のロウ材は、１種又は２種以上の展延性を有する金属を成分とすることにより、金属端子の熱膨張による変形を吸収することができる。

本発明において、前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材は、前記金属端子よりも低い熱膨張係数を有する金属で構成されていることが好ましい。

この場合、第１の金属部材及び第２の金属部材が金属端子よりも低い熱膨張係数を有することにより、金属端子の熱膨張によって生じてセラミックス基材に伝わる応力を小さくすることができる。

本発明において、前記セラミックス基材の主面側から見たときに、前記金属端子と前記穴部の側壁との間の領域全体が前記第２のロウ材からなることが好ましい。

セラミックス構造体の平面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 実施例１に係るセラミックス構造体を示す断面図である。 実施例２に係るセラミックス構造体を示す断面図である。 実施例３に係るセラミックス構造体を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。しかし、これらを適宜改変し、組み合わせてもよい。また、以下の説明及び添付図面において、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符を付して説明する。

図１は、実施例のセラミックスヒータ１０の平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

本実施例のセラミックス構造体としてのセラミックスヒータ１０は、図１に示すように、例えば、Ｙ_２Ｏ_３を含むＡＩＮのセラミックス焼結体からなる板状のセラミックス基材としての基材２０を有している。

基材２０は、円板形状を有している。基材２０は、一方の面が基板載置面２０Ｓとなっている。基材２０を形成するセラミックス焼結体の材料としては、上記した窒化アルミニウムの他、窒化珪素、サイアロン、炭化珪素、窒化ホウ素、アルミナ等を使用することも可能である。

図２に示すように、基板ＳＢ（図２において破線で示す）は、基板載置面２０Ｓ上に接して載置される。

基板載置面２０Ｓの中心点Ｃを中心とする円の内部には、基板載置領域ＳＲが設けられている。

支持体としてのシャフト１１は、円筒状の中空シャフト部材である。シャフト１１は、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）または窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）等のセラミックス焼結体からなっている。

シャフト１１には、軸方向の一方の端部においてフランジ部１１Ｆが設けられている。シャフト１１は、当該フランジ部１１Ｆが形成されている一端において、基材２０の主面である下面２１に取り付けられている。例えば、シャフト１１の基材２０への取付けは、基材２０の下面２１とフランジ部１１Ｆの表面とを固相接合することによって行われる。

金属電極層としての電極３０は、基材２０内に埋設されている発熱抵抗体である。金属端子としての給電ロッド４０は、当該一端部において電極３０と電気的に接続している。また、給電ロッド４０は、他端部において、電源（図示せず）に接続されている。すなわち、電極３０には、給電ロッド４０を介して電源からの電力が供給される。電極３０は、この電力の供給により発熱する発熱体であり、それによって基材２０全体が加熱される。図示しないが、電極３０には、複数の給電ロッド４０が電気的に接続されている。

電極３０は、基板載置面２０Ｓと垂直な方向から見て、基板載置領域ＳＲに亘って延在するように埋設されている。また、電極３０は、例えば、基板載置面２０Ｓと垂直な方向から見てメッシュ形状を有している。電極３０は、例えば、モリブデン等の金属材料からなっている。

給電ロッド４０は、シャフト１１の中空部分においてシャフト１１の軸方向に伸長し、かつ一端部が基材２０内まで伸長する柱状に形成されている。給電ロッド４０は、基板載置面２０Ｓを向く先端に先端面４１が形成されている。

給電ロッド４０の材料としては、ニッケル（Ｎｉ）等を使用することができる。尚、給電ロッド４０の形状は、柱状のものであれば、例えば、多角柱や円錐台等の形状にすることもできる。

給電ロッド４０と電極３０との接続態様について詳述する。図３は、給電ロッド４０と電極３０との接続態様を示す拡大断面図である。図３に示すように、基材２０は、下面２１から基板載置面２０Ｓに向かって内部に伸長する柱状の穴部２２を有する。

具体的には、穴部２２は、開口部２３から基板載置面２０Ｓ側に向かって円柱状に形成される。

基材２０は、穴部に２２によって形成された内側壁２４の基板載置面２０Ｓ側の上部において、内側壁２４から穴部２２の径方向内方に突出するくびれ部２５を有している。言い換えれば、穴部２２は、上部において、基材２０の下面２１に形成された開口部２３よりも小径にくびれている。くびれ部２５は、円環状の平面形状を有しており、くびれ部２５の下面２１側は円環状の底面２６となっている。

くびれ部２５の基板載置面２０Ｓ側には、くびれ部２５から穴部２２の径が拡がるように形成された拡径部２７が形成されている。

拡径部２７によって、電極３０の基材２０の下面２１側に配置される面３１が露出するようになっている。

この拡径部２７には、導電部材５０が充填されている。導電部材５０は、基材２０の下面２１側に形成されると共にくびれ部２５の内側に形成される空間を介して一部が露出される露出面５１と、基板載置面２０Ｓ側に形成される面５２と、を有する円板状に形成される。言い換えれば、導電部材５０の下面は、周縁部がくびれ部２５によって覆われており、露出面５１がくびれ部２５の内側に形成される空間を介して下方に向かって露出している。導電部材５０の材料としてはモリブデン（Ｍｏ）又はタングステン（Ｗ）等の耐熱金属を使用することができる。

導電部材５０は、面５２が電極３０の面３１と接して設けられている。すなわち、導電部材５０と電極３０とは、電気的に接続されている。尚、導電部材５０と電極３０とは、導電体（図示せず）を介して電気的に接続してもよい。

また、くびれ部２５と導電部材５０の露出面５１とによって、下面２１側から基板載置面２０Ｓ側に向かって凹んでいる凹状の収容部２８が形成される。すなわち、露出面５１は、凹状の収容部２８の底面において露出している面である。

導電部材５０の下方、すなわち、導電部材５０の露出面５１上には、第１の金属部材６０が露出面５１から離間して設けられている。また、第１の金属部材６０は、収容部２８に収容されている。

具体的には、第１のロウ材７０は、導電部材５０と第１の金属部材６０との間及び第１の金属部材６０と収容部２８を形成するくびれ部２５の表面との間に充填されている。言い換えれば、第１のろう材７０は、導電部材５０の露出面５１を覆うように充填されている。

尚、導電部材５０の露出面５１は、第１の金属部材６０との電気的な接続面として穴部２２に対して露出している。

第１のロウ材７０は、活性金属と、１種又は２種以上の展延性を有する金属と、を成分としている。活性金属としては、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）等が挙げられる。展延性を有する金属としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）等が挙げられる。第１のロウ材７０としては、例えば、Ａｕ−Ｎｉ−Ｔｉ合金などが挙げられる。尚、ロウ付けは、真空炉中で１１００℃で行うことができる。この場合の真空度は１×１０^−４Ｐａ以下とすることができる。このように、第１のロウ材７０が活性金属を含むものとすることにより、第１の金属部材６０と導電部材５０との接合を強固にすることができる。

したがって、第１の金属部材６０と導電部材５０とは、第１のロウ材７０によって互いに接合されると共に、電気的に接続されている。

第１の金属部材６０は、導電部材５０の露出面５１に対向する面６１と、面６１と逆側の面であって下面２１側に形成される面６２と、を有する円板状に形成されている。尚、第１の金属部材６０の形状は、円板状に限られず、例えば、円柱状、角柱状や錐台状に形成されるものであってもよい。

第１の金属部材６０の材料としては、給電ロッド４０よりも低い熱膨張係数を有する金属、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、コバール（ｋｏｖａｌ）（登録商標）等を使用することができる。

第１の金属部材６０の面６２上には、この面６２と対向するように第２の金属部材８０が設けられている。

第２の金属部材８０は、第１の金属部材６０に対向する面８１と、面８１と逆側の面であって給電ロッド４０と対向する面８２と、を有する円板状に形成されている。尚、第２の金属部材８０の形状は、円板状に限られず、例えば、円柱状、角柱状や錐台状に形成されるものであってもよい。

第２の金属部材８０の材料としては、給電ロッド４０よりも低い熱膨張係数を有する金属、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、コバール（ｋｏｖａｌ）（登録商標）等を使用することができる。

図示するように本実施例では、第２の金属部材８０は、第１の金属部材６０よりも径が大きい円板状に形成されている。

したがって、基材２０の下面２１と垂直な方向から見て、互いに対向する一組の面８１，６２の一方、すなわち、第２の金属部材８０側の面８１が、他方である第１の金属部材６０側の面６２を包含している。

第２のロウ材９０は、底面２６と第１の金属部材６０の面６２上とを覆うように対向する側壁２４間に設けられている。したがって、基材２０の下面２１側から見たときに、給電ロッド４０と穴部２２の側壁２４との間の領域全体は、第２のロウ材９０が占めている。

第２のロウ材９０は、第１の金属部材６０と第２の金属部材８０の間を充填するように設けられている。したがって、第１の金属部材６０と第２の金属部材８０とは、第２のロウ材９０を介して互いに接合されると共に、電気的に接続されている。

第２のロウ材９０は、給電ロッド４０の先端面４１と第２の金属部材８０の面８２との間に、第２の金属部材８０の全体を覆うように設けられている。したがって、第２の金属部材８０と穴部２２に挿入された給電ロッド４０とは、第２のロウ材９０を介して互いに接合されると共に、電気的に接続されている。

第２のロウ材９０は、給電ロッド４０の先端面４１から連続する側面の周方向を覆うように設けられている。ここで、第２のロウ材９０は、穴部２２の全体を充填してはいない。すなわち、穴部２２の開口部２３の開口端から穴部２２の底面２６に向かって間隙２９が形成されている。

第２のロウ材９０は、１種又は２種以上の展延性を有する金属を成分としている。展延性を有する金属としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）やニッケル（Ｎｉ）等が挙げられる。これらの金属には微量な不純物が含まれていてもよい。したがって、第２のロウ材は、活性金属が含まれていないため第１のロウ材７０よりも展延性が高い。尚、金属は純度が上がることによって塑性変形がより容易に起こる。 また、第２のロウ材９０を上記の２種以上の金属を成分とした例としては、Ａｕ−Ｎｉ合金等が挙げられる。尚、ロウ付けは、真空炉中で１０００℃で行うことができる。この場合の真空度は、１×１０^−４Ｐａ以下で行うことができる。

以上のように本発明のセラミックスヒータ１０によれば、（１）基材２０に埋め込まれた導電部材５０と給電ロッド４０を接続する間に、第１の金属部材６０、第２の金属部材８０のように少なくとも２つの応力緩和部材を重ねて配置することにより、給電端子４０と基材２０の間の距離を物理的に離間させることができる。このため、給電ロッド４０の熱膨張によって基材２０に生じる応力は、応力緩和部材によって緩和される。これにより、基材２０にクラックが発生することを防止することができる。

ここで、第１の金属部材６０の径を小さく形成することにより、第１の金属部材６０と第１のロウ材７０との接触面積がより小さくなるため、給電ロッド４０が熱膨張によって生じた力であって、第２の金属部材８０及び第１の金属部材６０を介して基材２０に伝わる力を小さくすることができる。

尚、この基材２０に生ずる応力を緩和する観点からいえば、第１の金属部材６０の径は、小さければ小さいほど良い。第１の金属部材６０と第２の金属部材８０とは点接触であれば、給電ロッド４０の熱膨張によって基材２０に生じる応力はほとんどない。その一方で、第１の金属部材６０及び第２の金属部材８０に通電するための断面積が必要となる。したがって、第１の金属部材６０の径は、これらの要素を考慮して決定するとよい。

（２）第２の金属部材８０が第１の金属部材６０と給電ロッド４０との間に設けられることにより、第１の金属部材６０と第２の金属部材８０との濡れ性を高めることができる。これにより、第２の金属部材８０が小径であっても、第１の金属部材６０と第２の金属部材８０との接合強度を強くすることができる。特に、第２の金属部材８０の材料をタングステンとした場合、体積抵抗率が小さいため十分な電流密度が得られる。

（３）活性金属を含まない第２のロウ材９０と基材２０とは化学結合することはない。そのため、このような第２のロウ材９０によるロウ付けによって発生する給電ロッド４０の熱膨張によって基材２０に生ずる応力が抑制され基材２０のクラックの発生を抑制することができる。

（４）第１のロウ材７０が導電部材５０と第１の金属部材６０とを覆うように設けられ、また、第２のロウ材９０が第１の金属部材６０及び第２の金属部材８０を覆うように設けられていることで、これらの部材５０，６０，８０の酸化を防止することができ、セラミックスヒータ１０の長寿命化を図ることができる。

特に、導電部材５０、第１の金属部材６０、第２の金属部材８０にタングステンが用いられた場合、タングステンは酸化されやすい性質がある。タングステンは酸化により脆化し強度劣化を引き起こすことがある。このため、熱サイクル負荷や給電ロッド４０に働く外力によって給電ロッド４０の落下や電気的トラブルの原因となる。また、第１のロウ材７０は活性金属を含有する。そのため、第１のロウ材７０が酸化されると濡れ性の悪化に伴う強度低下を引き起こし、導通不良の原因となる。そのため耐酸化性の高い純金属ロウ材または合金を成分とする第２のロウ材９０で覆うことによって、これらの問題の原因となるタングステンの酸化及び第１のロウ材７０の酸化を抑制することができる。

第１の金属部材６０と第２の金属部材８０との間、及び第２の金属部材８０と給電ロッド４０との間が第１のロウ材７０よりも展延性が高い第２のロウ材９０によって接合されることにより、給電ロッド４０の熱膨張によって生じる基材２０に作用する力を第２のロウ材９０が緩和すると共に、各部材４０，６０，８０との電気的な接続を維持することが可能となる。このため、給電ロッド４０の熱膨張によって生じる基材２０に作用する力による基材２０の破損を防止することが可能となる。

第１の金属部材６０及び第２の金属部材８０が給電ロッド４０よりも低い熱膨張係数を有することにより、給電ロッド４０の熱膨張によって生じる基材２０に作用する力を小さくすることができる。

穴部２２の開口部２３の開口端から穴部２２の底面２６に向かって間隙２９が形成されることにより、給電ロッド４０の熱膨張によって穴部２２の側壁２４に与える応力を小さくすることができる。

尚、本実施例では、１つの第２の金属部材８０を設けている。しかし、複数の第２の金属部材８０を穴部２２の深さ方向に配設してもよい。このように、複数の第２の金属部材を配設することにより、給電ロッド４０が熱膨張することによって基材２０に生じる応力の緩和をより効果的にすることができる。

また、第２の金属部材８０は、第１の金属部材６０と対向する面を第１の金属部材６０と同径に形成してもよい。

さらに、セラミックスヒータ１０においては、電極３０に電圧が印加されることによって発生するクーロン力によって、基板載置面２０Ｓに基板を吸引する静電チャックとしての機能を有していてもよい。

また、電極３０が基板載置面２０Ｓに垂直な方向に複数重なって設けられており、基板載置面２０Ｓに近い電極３０がクーロン力によって基板を吸引する機能を果たし、基板載置面２０Ｓから離れた電極３０が発熱抵抗体として基材２０を加熱する機能を果たす構成となっていてもよい。

実施例１においては、第１の金属部材６０の径は、第２の金属部材８０と同径であるか又は、第２の金属部材８０よりも小さく形成されるものであった。しかし、第１の金属部材６０は、第２の金属部材８０の径よりも大きく形成されるものであってもよい。また、実施例１においては、収容部２８が穴部２２に設けられていた。しかし、収容部２８を設けずに実施してもよい。

図４は、実施例２に係るセラミックスヒータ１０の給電ロッド４０と電極３０との接続態様を示す拡大断面図である。

図４に示すように、穴部２２は、開口部から基板載置面２０Ｓ側に向かって円柱状に形成される。穴部２２の径方向には側壁２４が形成される。穴部２２の基板載置面２０Ｓ側には、穴部２２の径が拡がるように形成された拡径部２７が形成されている。

拡径部２７は、基板載置面２０Ｓ側が電極３０の下面２１側に配置される面３１が露出するように形成されている。この拡径部２７には、導電部材５０が基材２０内に埋設されている。

導電部材５０の下方、すなわち、導電部材５０の露出面５１上には、第１の金属部材６０が設けられている。具体的には、第１のロウ材７０が、導電部材５０と第１の金属部材６０との間及び第１の金属部材６０と側壁２４との間に充填されている。

第１の金属部材６０は、第２の金属部材８０の径よりも大きく形成される。したがって、基材２０の下面２１と垂直な方向から見て、互いに対向する一組の面の一方、すなわち、第１の金属部材６０側の面６２が他方である第２の金属部材８０側の面８１を包含している。

以上のように構成しても、実施例１と同様に、セラミックスヒータ１０は、給電ロッド４０の熱膨張によって基材２０に生じる応力を緩和し基材２０にクラックが発生することを防止する等の効果を奏することができる。

また、第２の金属部材８０の径を小さく形成することで、第２の金属部材８０の第２のロウ材９０及び給電ロッド４０との接触面積が小さくなる。給電ロッド４０の熱膨張によって第２の金属部材８０から第１の金属部材６０に伝わる基材２０に作用する力も小さくなるため、基材２０の損傷を防ぐことが可能となる。

図５は、実施例３に係るセラミックスヒータ１０の給電ロッド４０と電極３０との接続態様を示す拡大断面図である。

図５に示すように、給電ロッド４０は、先端面４１に給電ロッド４０の軸方向に沿って凹んで形成されている凹部４２を有する。

凹部４２は、基材２０の下面２１と垂直な方向から見て、給電ロッド４０の先端面４１に対向して配される第２の金属部材８０の先端面４１に対向する面８２を包含するような開口を有する。

凹部４２は、給電ロッド４０の軸方向に対して形成される深さが、第２の金属部材８０の給電ロッド４０の軸方向の長さよりも短く形成されている。

また、第２のロウ材９０は、この凹部４２の凹みを埋めるように先端面４１と第２の金属部材８０の面８２との間に介在している。

以上のように構成しても、実施例１と同様に、セラミックスヒータ１０は、基材２０に働く熱応力を緩和し基材２０にクラックが発生することを防止する等の効果を奏することができる。

また、第２の金属部材８０の先端面に対向する面を包含するような開口を有する凹部４２が先端面４１に形成されていることにより、第２のロウ材９０は給電ロッド４０の熱膨張によって基材２０の軸方向に生じる応力をより効果的に緩和することができる。

このように凹部４２を形成することで、給電ロッド４０の先端面４１が第２の金属部材８０の面８２に直接的に接触することを防ぐことができる。

尚、本実施例において凹部４２は、給電ロッド４０の軸方向に対して形成される深さが、第２の金属部材８０の給電ロッド４０の軸方向の長さよりも短く形成されているようにした。しかし、給電ロッド４０と第２の金属部材８０が直接的に接触しなければ、給電ロッド４０の軸方向に対して形成される深さが、第２の金属部材８０の給電ロッド４０の軸方向の長さよりも長く形成されているようにしてもよい。

１０ セラミックスヒータ
２０ 基材
２１ 下面
２２ 穴部
２３ 開口部
２４ 側壁
２６ 底面
２８ 収容部
２９ 間隙
３０ 電極
４０ 給電ロッド
４１ 先端面
４２ 凹部
５０ 導電部材
５１ 露出面
６０ 第１の金属部材
７０ 第１のロウ材
８０ 第２の金属部材
９０ 第２のロウ材

Claims (9)

1. 主面から内部に伸長する柱状の穴部を有する板状のセラミックス基材と、
   前記セラミックス基材内に埋設された金属電極層と、
   前記金属電極層に電気的に接続されておりかつ前記穴部から少なくとも一部が露出する露出面を有するように前記セラミックス基材内に埋設される導電部材と、
   前記導電部材の露出面上に配されかつ第１のロウ材によって接合されている第１の金属部材と、
   前記第１の金属部材の前記導電部材の前記露出面に対向する面と逆側の面上に配され、かつ前記第１のロウ材よりも展延性が高い第２のロウ材よって前記第１の金属部材と接合される１又は複数の第２の金属部材と、
   前記穴部に挿入され、前記１又は複数の第２の金属部材と、前記第２のロウ材によって接合されている柱状の金属端子と、
   を含むことを特徴とするセラミックス構造体。
2. 前記穴部は、前記セラミックス基材の主面における開口部よりも小径に形成された収容部を有し、
   前記第１の金属部材は、前記収容部に収容されていることを特徴とする請求項１に記載のセラミックス構造体。
3. 前記第１の金属部材と前記第２の金属部材とは互いに対向する一組の面を有し、前記セラミックス基材の主面と垂直な方向から見て、前記互いに対向する一組の面の一方が他方を包含していることを特徴とする請求項１又は２に記載のセラミックス構造体。
4. 前記金属端子の前記穴部への挿入方向の先端面と前記第２の金属部材の前記先端面と対向する面との間は、前記第２のロウ材が介在していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のセラミックス構造体。
5. 前記穴部の開口部の開口端から前記穴部の底面に向かって間隙２９が形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のセラミックス構造体。
6. 前記金属端子は、前記セラミックス基材の主面と垂直な方向から見て、前記金属端子の先端面に対向して配される前記第２の金属部材の前記先端面に対向する面を包含するような開口を有する凹部が前記先端面に形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のセラミックス構造体。
7. 前記第１のロウ材は、活性金属と、１種又は２種以上の展延性を有する金属と、を成分とし、
   前記第２のロウ材は、１種又は２種以上の展延性を有する金属を成分とすることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のセラミックス構造体。
8. 前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材は、前記金属端子よりも低い熱膨張係数を有する金属で構成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のセラミックス構造体。
9. 前記セラミックス基材の主面側から見たときに、前記金属端子と前記穴部の側壁との間の領域全体が前記第２のロウ材からなることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のセラミックス構造体。