(57)【要約】【課題】  ヒータ発熱性能、温度制御性能の優れた、長期間安定した性能を発揮できる接続端子接合セラミックヒータとその製造方法の提供。【解決手段】  セラミック基体の表面に設けられ、通電により発熱するヒータ発熱部に電気的に接続する電極部と、外部に電気的に接続する接続端子の端部に設けられた板状部とを接合した接合部が金属層で被覆された接続端子接合セラミックヒータにおいて、該金属層は、前記板状部のうち前記電極部の接合面とは反対側の面の外周縁に４μｍ以上の厚さで形成されることを特徴とする接続端子接合セラミックヒータおよびその製造方法。【選択図】          図１
2006261014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基体の表面に設けられ、通電により発熱するヒータ発熱部に電気的に接続する電極部と、外部に電気的に接続する接続端子の端部に設けられた板状部とを接合した接合部が金属層で被覆された接続端子接合セラミックヒータにおいて、該金属層は、前記板状部のうち前記電極部の接合面とは反対側の面の外周縁に４μｍ以上の厚さで形成されることを特徴とする接続端子接合セラミックヒータ。
【請求項２】
前記板状部の前記外周縁に、長さ１０μｍ以上太さ３００μｍ以下で長さ／太さの比が１／２以上の突起を形成していない請求項１に記載の接続端子接合セラミックヒータ。
【請求項３】
前記接合部は、前記電極部と前記接続端子の前記板状部とをロウ材により接合された請求項１または２に記載の接続端子接合セラミックヒータ。
【請求項４】
前記金属層は、少なくともニッケル、金、銀、白金のいずれか一種を含む金属メッキ層である請求項１〜３のいずれか１項に記載の接続端子接合セラミックヒータ。
【請求項５】
セラミック基体の表面に設けられ、通電により発熱するヒータ発熱部に電気的に接続する電極部と、外部に電気的に接続する接続端子の端部に設けられる板状部とを接合した接合部が金属層で被覆された接続端子接合セラミックヒータの製造方法において、
前記接続端子の前記板状部を板材の打ち抜きにより作成し、前記接続端子の前記板状部の打ち抜き方向の面を前記電極部との接合面として接合して前記接合部を形成し、該接合部の表面を厚さが４μｍ以上の前記金属層で被覆する接続端子接合セラミックヒータの製造方法。
【請求項６】
セラミック基体の表面に設けられ、通電により発熱するヒータ発熱部に電気的に接続する電極部と、外部に電気的に接続する接続端子の端部に設けられる板状部とを接合した接合部が金属層で被覆された接続端子接合セラミックヒータの製造方法において、
前記電極部と接合する前記板状部のうち前記電極部との接合面とは反対側の面の外周縁を長さ１０μｍ以上太さ３００μｍ以下で長さ／太さの比が１／２以上の突起のない状態とした後、前記電極部と前記接続端子の前記接合面を接合して前記接合部を形成し、該接合部の表面を厚さが４μｍ以上の金属層で被覆する接続端子接合セラミックヒータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は接続端子接合セラミックヒータおよびその製造方法に関し、詳しくは、セラミックヒータの電極部と接続端子の板状部とを接合した接合部の腐食を防ぎ、発熱性能が安定しており寿命の長い接続端子接合セラミックヒータおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からセラミックヒータ等のセラミック−金属の焼結接合体として用いられる金属は、タングステンやモリブデン等の耐熱性の金属が多い。その中でもタングステンを主成分とする金属は、アルミナとのなじみがよく耐熱性も優れているため、アルミナ製のセラミック基体の内部に設けたヒータと電気的に接続し、セラミック基体の表面に設けられる電極部として利用されることが多い。この場合、この電極部に対しロウ付け等により外部と電気的に接続するリード線の接続端子等が取付けられ、接合部を形成する。なお、この接続端子としては、ニッケル等の加工性が良く、良導性の金属を用いる。このとき、セラミック基体に設けたタングステン製の電極部に対してニッケル等よりなる接続端子を接合するには、タングステン等の電極部表面にニッケルメッキを施し、形成されたニッケルメッキ膜に銀−銅、銅−金や銅−銀などの合金よりなるロウ材を用いて接続端子をロウ付けする方法が採られている。なお、ニッケルメッキ膜を予め電極部に施すのは、タングステン系の電極部と銅、銀等を含んだロウ材との濡れ性を向上させるためである。その後、銅、銀等を含むロウ材は腐食しやすいので、ロウ付けした後の接合部に再度ニッケルメッキ等を施して、ロウ材やロウ付けした接合部の腐食を防ぐ金属層が形成されている。
【０００３】
そして、従来からセラミックヒータの電極部と接続端子との接合部には不具合が生じ易く、色々な改良が試みられている。特許文献１には電極部に形成されるニッケルメッキ膜中の硫黄分を制限することにより、電極部と接続端子との接合面の剥離による導通不良を防止したセラミックヒータが開示されている。また、特許文献２には接合部の接合強度と経済性を考慮して、特定組成の銅−金−ニッケル系のロウ材用いたセラミックヒータに好適に利用できるセラミック−金属接合体が報告されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１８５９５６号公報
【特許文献２】特開平１１−２９２６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このようなセラミックヒータの中には、接合部が非常に腐食し易かったり、電極部が導電性不良を起こし発熱制御の信頼性にかけるものが多く見られた。最近のセンサー用セラミックヒータなどでは厳しい発熱管理を要求され、電極部の導電性不良または不安定はヒータ発熱性能不良、延いては温度制御不良を招き、すぐに使用不能なってしまう。本発明では、このようなトラブルのない長期間安定した性能を発揮できる接続端子接合セラミックヒータとその製造方法の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の接続端子接合セラミックヒータは、セラミックヒータの電極部と接合する接続端子の端部が断面略四角形の板型形状を有する板状部である。本発明者らの検討によると、この板状部をセラミックヒータの電極部に接合した接合部に対してメッキ等の金属層を被覆する際、板状部の電極部との接合面と反対側の面（以下、反対側面ともいう）の角部となっている外周縁には、反対側面の平面部分など他の部分と比較して十分な厚みの金属層が形成し難いことが分かった。そして、セラミックヒータの長期間の使用により、被覆した金属層が十分でない反対側面の外周縁付近のロウ材や接続端子が剥き出しとなり、この部分から接合部全体の腐食や接続端子と電極部との導電不良が起こることが分かった。
【０００７】
本発明者らは、上述の知見を基に以下のような課題を解決するため手段を見出した。  
（１）セラミック基体の表面に設けられ、通電により発熱するヒータ発熱部に電気的に接続する電極部と、外部に電気的に接続する接続端子の端部に設けられた板状部とを接合した接合部が金属層で被覆された接続端子接合セラミックヒータにおいて、該金属層は、前記板状部のうち前記電極部の接合面とは反対側の面の外周縁に４μｍ以上の厚さで形成されることを特徴とする接続端子接合セラミックヒータである。  
（２）前記板状部の前記外周縁に、長さ１０μｍ以上太さ３００μｍ以下で長さ／太さの比が１／２以上の突起を形成していない（１）に記載の接続端子接合セラミックヒータである。  
（３）前記接合部は、前記電極部と前記接続端子の前記板状部とをロウ材により接合された（１）または（２）に記載の接続端子接合セラミックヒータである。  
（４）前記金属層は、少なくともニッケル、金、銀、白金のいずれか一種を含む金属メッキ層である（１）〜（３）のいずれかに記載の接続端子接合セラミックヒータである。  
（５）セラミック基体の表面に設けられ、通電により発熱するヒータ発熱部に電気的に接続する電極部と、外部に電気的に接続する接続端子の端部に設けられる板状部とを接合した接合部が金属層で被覆された接続端子接合セラミックヒータの製造方法において、
前記接続端子の前記板状部を板材の打ち抜きにより作成し、前記接続端子の前記板状部の打ち抜き方向の面を前記電極部との接合面として接合して前記接合部を形成し、該接合部の表面を厚さが４μｍ以上の前記金属層で被覆する接続端子接合セラミックヒータの製造方法である。  
（６）セラミック基体の表面に設けられ、通電により発熱するヒータ発熱部に電気的に接続する電極部と、外部に電気的に接続する接続端子の端部に設けられる板状部とを接合した接合部が金属層で被覆された接続端子接合セラミックヒータの製造方法において、
前記電極部と接合する前記板状部のうち前記電極部との接合面とは反対側の面の外周縁を長さ１０μｍ以上太さ３００μｍ以下で長さ／太さの比が１／２以上の突起のない状態とした後、前記電極部と前記接続端子の前記接合面を接合して前記接合部を形成し、該接合部の表面を厚さが４μｍ以上の金属層で被覆する接続端子接合セラミックヒータの製造方法である。
【０００８】
本発明の接続端子接合セラミックヒータは、金属層が板状部の反対側面の外周縁に４μｍ以上の厚さで形成される。このように角部である板状部の反対側面の外周縁に厚みが４μｍ以上の金属層を設けることにより、セラミックヒータを長期間使用しても、接合部が剥き出しとなることを抑制し、接合部の腐食や電極部の導電不良を抑制することができる。よって、長期間安定した性能を発揮できるセラミックヒータとすることができる。なお、金属層の厚さが４μｍ未満のときは、上記効果を得ることができない。
【０００９】
なお、本発明において「金属層は、板状部のうち電極部の接合面とは反対側の面の外周縁に４μｍ以上の厚さで形成される。」とは、板状部の厚さ方向の断面を取り、板状部の上記外周縁に対応する角部を通る仮想線を引いたときに、金属層に対応する仮想線の距離が４μｍ以上であることを意味するものである。
【００１０】
例えば、図３、図４には本発明の接続端子接合セラミックヒータの構造例を示している。図３は円筒形の接続端子接合セラミックヒータ１の例であり、例えばセンサー等の小型の精密機器で温度条件や雰囲気ガスなどが劣悪な環境にも使用できる。この接続端子接合セラミックヒータ１は、主にセラミックヒータ１００と接続端子７からなる。セラミックヒータ１００は、アルミナ等を主体とする円筒形のセラミック基体２中に、通電により発熱するヒータ発熱部６及びヒータ発熱部６と接続するヒータリード部３（図１参照）が先端側から順に埋設されている（点線部分）。また、セラミック基体２の後端側の表面には、電極部４が設けられている。この電極部４は導通部５（図１参照）を介してヒータリード部３と連結している。そして、電極部４には、接続端子７が接合される。この接続端子７は、図５に示すようにその先端部に形成された電極部４と接続する板状部８と、後端部に形成されたリード線（図示せず）を接続するためのかしめ部１５と、板状部８とかしめ部１５とを接続する連結部１６とからなる。他方、図４は平板状の接続端子接合セラミックヒータ２０の例であり、例えば半導体製造装置のような比較的大型で厳しい温度制御の必要なヒータとして利用できる。なお、図４の接続端子接合セラミックヒータ２０は、セラミック基体２２の形状が平板状である以外は、図３の接続端子接合セラミックヒータ１と同様の構成を持っている。
【００１１】
そして、本発明の接続端子接合セラミックヒータ１は電極部４と接続端子７の板状部８とが接合された接合部の腐食等による劣化を防ぐものであり、この接合部につき詳しく説明する。図１、図２には図３の接続端子接合セラミックヒータの接合部を示している。電極部４はセラミック基体２の表面に露出しており、導通部５を介してヒータリード部３と連結している。電極部４の表面にはロウ材部９を介して接続端子７の板状接合部８の接合面１２が接合されている。このロウ材部９は、金ロウ、銀ロウ、銅ロウなどのロウ材を用いている。なお、接合のためには、理論的には電極部４と接続端子７の接合面１２との間にだけロウ材が存在すれば接合は可能であるが、実際にロウ付けをする場合は図１、図２に示すように電極部４上や接続端子７の板状接合部８のほぼ全体を覆うようにロウ材部９が形成される。そして、ロウ材部９は、銅などの腐食し易い金属を含むので、電極部４と接続端子７の板状部８とともにニッケル等の金属層１０により被覆されている。この金属層１０によりロウ材部９の腐食を防いでいる。
【００１２】
接続端子接合セラミックヒータ１は電極部４と接続端子７（板状部８）とロウ材部９により構成される接合部の全面を金属層１０で被覆してロウ材部９を外部から隔離されている構造である。そして、この金属層１０は、反対側面１４の外周縁１３での厚さｔ１が４μｍ以上である。この厚さｔ１は好ましくは６μｍ以上、さらに好ましくは８μｍ以上とすることがよい。このように板状部８の反対側面１４の外周縁１３に厚みが４μｍ以上の金属層１０を設けることにより、セラミックヒータ１を長期間使用しても、接合部が剥き出しとなることを抑制し、接合部の腐食や電極部４の導電不良を抑制することができる。よって、期間安定した性能を発揮できるセラミックヒータとすることができる。
【００１３】
ところで、接続端子の板状部を簡単に効率的に製造するため、例えば板材の打ち抜きで作ることがある。この打ち抜きの際、板材を乗せる台に接している面（以下、この面を打ち抜き方向の面と称する。）の外周縁には、切断残、すなわちバリ（以下、突起とも言う）や傷が生ずることがある。このバリや傷は打ち抜き方法や打ち抜き装置によりさまざまであるが、全くなくすることは難しい。特に、数μｍから数十μｍの大きさのバリや傷が発生し易く、通常はこの程度の大きさであれば肉眼では発見し難い。そして、このような接続端子をそのままセラミックヒータの電極部と接合して接合部を形成すると、突起または傷が接続端子の板上部の反対側面の外周縁１３に形成される虞があり、接合用のロウ材によっても修正されないことがある。このまま金属層により接合部を被覆しても、４μｍ以上の厚みの金属層を突起や傷に形成することが難しい場合がある。
【００１４】
そこで、本発明の接続端子接合セラミックヒータは、接続端子の板状部の反対側面の外周縁１３に、長さ１０μｍ以上太さ３００μｍ以下で長さ／太さの比が１／２以上の突起、がないことが好ましい。つまり、板状部の反対側面の外周縁に特定範囲の大きさの突起や傷がなくなるので、その外周縁に４μｍ以上の厚みの金属層を容易に形成することができる。なお、上述の条件に該当しないほどの小さな突起であれば、厚さ４μｍ以上の金属層にて覆うことが容易にできる。また、上記条件を超える平坦に近い突起であっても、厚さ４μｍ以上の金属層を覆うことが容易に出来る。なお、長さ５μｍ以上太さ３００μｍ以下で長さ／太さの比が１／２以上の突起がないことが好ましい。
【００１５】
例えば、図１、図２を参照にしながら説明すると、接続端子接合セラミックヒータ１は、板状部８の反対側面１４の外周縁１３、例えば図１のコーナー部１１や図２の境界部１７に、長さ１０μｍ以上太さ３００μｍ以下で長さ／太さの比が１／２以上の突起がない接続端子接合セラミックヒータ１である。このような板状部８の反対側面１４の外周縁１３に特定範囲の大きさの突起がなく、平滑な外周縁１３を有する接続端子接合セラミックヒータ１は、厚さが４μｍ以上の金属層１０を板状部８の反対側面１４の外周縁１３に形成し易く、また接続端子接合セラミックヒータ１の取り扱い中や使用中に突起部上の金属層が摩耗したり、突起部ごと破損したりしてロウ材が露出することがない。外周縁１３に、長さ１０μｍ以上太さ３００μｍ以下で長さ／太さの比が１／２以上の突起、すなわち細くて比較的長い突起が存在すると、これが損傷し易く損傷してロウ材が剥き出しになれば、この部分から腐食が始まる。しかし、上述の条件に該当しないほど小さな突起であれば、一般に平滑であるとみなされ、耐食性金属層で覆われておればほとんど損傷しない。逆に、上記条件を超える大きな、あるいは平坦に近い突起は通常の操作では損傷し難く問題にならない。
【００１６】
本発明の接続端子接合セラミックヒータに使用する部材の材質について説明する。それぞれの部材は、原則はセラミックヒータの使用目的に合わせて選べばどのような材料でも良い。一般的に好ましい部材につき説明する。セラミックヒータ用のセラミック基体は通常アルミナ、シリカ、カルシア、マグネシア、シリカアルミナ、ムライトなどが用いられる。その他に窒化珪素、炭化珪素、ジルコニア、サイアロン、窒化ホウ素あるいは珪酸カルシウムなどでも良い。通常はアルミナが使用しやすいのでアルミナを用いることが多い。ヒータ発熱体、電極用のパッド、これらを結ぶ導通部などはタングステンやモリブデンやその合金が利用される。一部にニッケルや白金、金の合金などを用いることもある。これらの部品は適当な電気伝導度を有し、セラミック基体と一体で焼成されるので耐熱性も必要である。また、薄い金属パッドなどとして焼成前のセラミック基体上に印刷などにより形成し易い金属が良い。タングステンはロウ材の成分である銅との接着性が良くないので接着端子を接合する電極部には焼成後にニッケルメッキ、金メッキなどの処理を施し、ロウ材による接着端子との接着性を高めてやることが好ましい。電極部と接続端子の接着はロウ付けや溶接によればよい。通常は操作が簡単で接着性が十分なロウ材によるロウ付けが用いられる。溶接によっても良いが、この場合は上記で説明したロウ材の替わりに溶接により溶解し、溶接棒材などの溶接剤と固溶した部分をロウ材と考えればよい。接続端子も通常の接続端子用の材質でよい。銅、金、銀、白金、ニッケル、アルミニウムなど良電導性で耐熱性、耐食性やロウ材との接着性の良い金属を選べばよい。経済性、耐食性等からはニッケルが好ましい場合が多い。金属層はメッキ層とする場合が多い。特に、ニッケルメッキ、金メッキなどが好適である。この層は主に内部のロウ材あるいは電極部や接続端子の接合部を腐食から保護する機能を有するものであれば良い。
【００１７】
次に、本発明の接続端子接合セラミックヒータの製造方法について説明する。本発明のセラミックヒータの製造方法は、接続端子の板状部を板材の打ち抜きにより作成し、この接続端子の板状部の打ち抜き方向の面をセラミックヒータの電極部との接合面として、接続端子とセラミックヒータの電極部との接合部を形成し、接合部の表面を厚さが４μｍ以上の金属層で被覆する製造方法である。接続端子の板状部の打ち抜き方向の面とは、打ち抜きの際、板材を乗せる台に接している側の面であり、接続端子の切断部に切断残すなわちバリの生じやすい面のことを指す。このように、接続端子を板材の打ち抜きで作ると、打ち抜き方向の面の外周縁には、突起や傷が生ずることがある。一方、打ち抜き方向の面と反対側の面には、突起や傷が生ずることが少ない。そこで、打ち抜き方向の面を電極部との接合面とすることで、板状部の反対側面の外周縁に上述のような特定範囲の大きさの突起や傷がなくなるので、４μｍ以上の厚みの金属層を容易にその外周縁に形成することができる。
【００１８】
例えば、図４に示す構造のアルミナ基体にタングステン合金系のヒータ発熱部６、ヒータリード部３、電極部４、導通部５を有するセラミックヒータの製造方法は、まずアルミナスラリーからアルミナ板材を２枚成形する。一枚のアルミナ板の片面にタングステン合金製のヒータ発熱部６、ヒータリード部３を形成する。さらに、アルミナ板にヒータリード部３と繋がる導通用の小孔を開け、導通部５を作成する。そして、アルミナ板のヒータ発熱部６形成面と反対面に電極部４を形成する。なお、この電極部４と導通部５とは導通させている。ヒータ発熱部６、ヒータリード部３は所望の電気抵抗となるようなタングステン合金とし、導通部や電極部等は良導性のタングステン合金を用い印刷等により所望の形状に形成する。これに、別途作っておいたもう一枚のアルミナ板をヒータ発熱部６、ヒータリード部３を形成した面を挟むように積層し圧着して一枚のアルミナ板とする。この未焼成のアルミナ板を乾燥し、その後１２００℃程度の温度で焼成すれば図４に示すようなセラミックヒータ２０となる。また未焼成のアルミナ板をアルミナ円筒上に丸めて成形し、焼成すれば図３に示すようなセラミックヒータ１００ができる。焼成後、電極部４の表面にはニッケルめっきを施してロウ付けを容易にしておくと良い。
【００１９】
一方、接続端子７は上述のような導電性の素材を使って作成すれば良いが、例えばニッケル製とすることが好適である。ニッケルの薄板から接続端子７の形状に合わせた型で打ち抜いて、図５のように成形加工すれば製造できる。一方の接続端子７の端部には、板状部８が形成されている。他方、リード線と接続する部分にはかしめ部１５が形成されており、例えば図３、図４で示すようなコの字型断面としてリード線を圧着により接続し易い構造などとすればよい。この部分は円筒でも平板でも良く、使用目的に合わせて適宜成形すればよい。
【００２０】
そして、この接続端子７の板状部８をセラミックヒータの電極部４に接合する。ここで注意することは、接続端子７の電極部４との接合面１２を打ち抜き方向の面とすることである。これにより、打ち抜きの際に接続端子７の打ち抜き方向の面に発生したバリなどの突起はロウ材部９に埋もれてしまい、接合面１２と反対側の面は打ち抜きのバリによる突起が出ることはない。接合は強度および導電性を有する方法で行えばよい。通常、ロウ付け、溶接が用いられるがロウ付けが簡単で確実なので好適である。ロウ材は上述のものを用いればよい。例えば、銀−銅系合金の銀ロウを用いればよい。通常、ロウ材は接合面だけでなく、図３、図４に示すように接合面１２周辺の接合部全体にロウ材を溶着することにより完全に接合できる。
【００２１】
接続端子７の接合が終わったら、接合部全体を厚さが４μｍ以上の金属層１０で被覆する。このとき、打ち抜き方向の面（接合面１２）と反対側の面には、突起や傷が生ずることが少なくなっている。すると、接合面１２とは反対側面１４の外周縁１３に上述の特定範囲の大きさの突起や傷がなくなるので、４μｍ以上の厚みの金属層１０を容易にその外周縁１３に形成することができる。なお、金属層１０は上述したようにニッケルメッキなどが好適に適用できる。
【００２２】
他の態様の本発明の接続端子接合セラミックヒータの製造方法として、セラミックヒータの電極部と接合する板状部のうち、電極部との接合面とは反対側の面の外周縁を長さ１０μｍ以上太さ３００μｍ以下で長さ／太さの比が１／２以上の突起がない状態とした後、セラミックヒータの電極部と接続端子の接合面を接合して接合部を形成し、接合部の表面を厚さが４μｍ以上の金属層で被覆する製造方法がある。このようにすれば、金属層で被覆する前に板状部の反対側面の外周縁に上述の突起はなく、メッキ層もむらなく形成されやすく、厚さが４μｍ以上の金属層で被覆ができる。板状部の反対側面１４の外周縁１３にできる突起を除去する方法は、どのような方法でも良いが接続端子をブラッシング、バレル研磨、研削などにより磨いてやれば容易に達成できる。勿論、鍛造等の最初から小突起のできない製造方法で接続端子を作っても良い。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のセラミックヒータは、接続端子の板状部のうち電極部との接合面とは反対側の
面の外周縁が４μｍ以上の金属層で被覆されており、また、破損し易い突起がないことから、電極部と接続端子との接合時に使用したロウ材などの接合材が表面に露出し腐食することがない。このため、接合部における導通不良がなく、安定した電流制御ができるので精度のよい長寿命のセラミックヒータである。また、接合部に突起がないことは製造時に他のセラミックヒータと重ねたり、使用時に他の部品と触れ合ったりしても突起が他のヒータや部品に傷をつけることもない。本発明の接続端子接合セラミックヒータの製造方法は、従来の製造方法より製造費を増加させることなく性能の安定した長寿命の接続端子接合セラミックヒータを製造する方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明を実施するための最良の形態を実施例および比較例によって示す。
【実施例】
【００２５】
（実施例１）
アルミナ９３ｗｔ％、マグネシア、シリカ、カルシアからなる焼結助剤７ｗｔ％からなる原料粉末をエタノール溶媒中でスラリーとし、このスラリーからドクターブレード法により厚さ１．５ｍｍの平板を作った。これから長さ６０ｍｍ、幅１０ｍｍの板状に打ち抜いてグリーンシートを作成した。このグリーンシート小孔を二つ開けて、二つの小孔を基点として片面にタングステンを主成分とする金属ペーストによりヒータパターンを印刷した。また、小孔にも金属ペーストをつめてヒータパターンとの導電性を確保し、さらにグリーンシートの反対面の小孔部分に、金属ペーストで電極部を形成した。このヒータパターンを形成したグリーンシートのヒータパターン側にエタノールを塗布し、別途作っておいたアルミナ製の長さ６０ｍｍ、外径１０ｍｍ、内径２ｍｍの円筒状焼結体にヒータパターン側を内側にして巻きつける。これを焼成炉で１２００〜１３００℃で焼成してセラミックヒータ１００を作った。さらに、このセラミックヒータ１００の電極部４にニッケルメッキを施した。
【００２６】
一方、０．２ｍｍのニッケル板から長さ１５ｍｍ、幅１ｍｍで先端が略Ｔ字型に膨らんだ形状の小片を打ち抜きにより作成した。この小片のＴ字型の両側部分を同方向に９０℃折り曲げてリード線を圧着するコの字型の加締め部１５をつくり、他端をセラミックヒータ１の電極部４と接合する板状部８となるようにして中間を略階段状に折り曲げた連結部１６として、図５に示した形状の接続端子７を作成した。この際、接続端子７の板状部８の接合面１２が打ち抜き方向の面となるようにする。そして、上記のセラミックヒータ１の電極部４に接続端子７の板状部８を銀ロウによりロウ付けして接合する。完全にロウ付けができたら、ニッケルメッキを施して金属層１０を形成し、図３に示すような本発明の接続端子接合セラミックヒータ１が出来上がる。
【００２７】
この接続端子接合セラミックヒータ１の接続端子７の板状部８を電子顕微鏡で観察した写真を図６に示す。上図は接続端子７の板状部８の端部がセラミックヒータ１００の電極部４に接合している部分である。下図は上図の円形で示したコーナー部１１付近の拡大図である。図から判るように板状部８の反対側面１４の外周縁１３には、高さ５μｍ、あるいは１０μｍを超えるような突起は見当たらない。
【００２８】
この接続端子７を厚さ方向に切断してさらに拡大し、エネルギー分散法による反射電子像処理した電子顕微鏡写真が図７の上図である。下図はこれを元素マッピングした図である。板状部８の反対側面１４の外周縁１３付近は接続端子７母材のニッケル、ロウ材部９の銅、銀、金属層１０のニッケルがはっきりとこの順に層をなしている。図８はさらに拡大した元素マッピングした図であり外側の金属層１０が５μｍ以上の厚さの層を作っていることがさらにわかりやすい。
【００２９】
（実施例２）
実施例１において接続端子７を作成する際、この接続端子７の板状部８をバレル研磨によって研磨し小突起を除去した。この研磨した接続端子７を用い、打ち抜き方向の面を接合面１２と反対側面１４にした以外は実施例１と同様にして本発明の接続端子接合セラミックヒータ１を作成した。実施例１と同じように電子顕微鏡写真で観察したところ、板状部８の反対側面１４の外周縁には、長さ１０μｍ以上太さ２００μｍ以下で長さ／太さの比が１／２以上の突起がなかった。また、元素マッピングによって観察しても金属層１０が４μｍ以上の厚さの層を作っていた。
【００３０】
（比較例）
実施例２においてバレル研磨した接続端子を用いた替わりに、バレル研磨する前の接続端子を用いた以外実施例２と同様にして接続端子接合セラミックヒータを作成した。
【００３１】
（加速試験による評価）
上記で作成した実施例１、実施例２、比較例の接続端子接合セラミックヒータ１を下記の亜硫酸ガス曝気試験により評価した。およそ１リットルの容器中に測定用の接続端子接合セラミックヒータおよび約１００ｍｇの硫黄を離して入れ、硫黄に火を付けて容器を密閉して硫黄を燃焼させる。４０秒後に容器から接続端子接合セラミックヒータ１を取り出して接合部分を観察する。ニッケルメッキがなくてロウ材が露出している部分は黒色に変色している。銀が硫化銀となって黒化したものと考えられる。なお、明らか白色であるべきニッケルメッキ層が硫化されて全体が激しく黒色になっているときは亜硫酸ガスへの曝露時間を短くする。
【００３２】
亜硫酸ガス曝気試験の結果、実施例１および実施例２で作成した本発明の接続端子接合セラミックヒータは接続端子の板状接合部の稜および頂点部分を含めてほとんど黒化する部分はなかった。一方、比較例で作成した接続端子接合セラミックヒータは接続端子の板状接合部の稜および頂点部分はところどころに黒化した部分があり、ロウ材が露出していると考えられた。このロウ材は銅が含まれており、外部に露出しておればここから簡単に腐食が始まると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の接続端子接合セラミックヒータはセンサー用のヒータや半導体製造用のヒータなど高温や腐食性雰囲気など過酷な条件下で精度良く温度制御する長寿命の信頼性の高いヒータとして利用範囲が広い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は本発明の接続端子接合セラミックヒータにおけるセラミックヒータと接続端子の接合部の構造図である。上部の円内はコーナー部の拡大図である。
【図２】図２は円筒形をした本発明の接続端子接合セラミックヒータにおけるセラミックヒータと接続端子の接合部の円筒を輪切りにした状態の構造図である。
【図３】図３は円筒形をした本発明の接続端子接合セラミックヒータの例示図である。
【図４】図４は板状の本発明の接続端子接合セラミックヒータの例示図である。
【図５】図５は本発明の接続端子接合セラミックヒータ用の接続端子の例示図である。
【図６】図６は本発明の接続端子接合セラミックヒータのセラミックヒータと接続端子との接合部の一部の電子顕微鏡写真である。下図は上図の丸印をした板状接合部の頂点部分の拡大写真である。
【図７】図７は本発明の接続端子接合セラミックヒータの接続端子の接合面と反対側面の稜の部分における垂直切断面の電子顕微鏡写真である。図１における接続端子のコーナー部１１に相当する。上図がエネルギー分散法による反射電子像処理した電子顕微鏡写真、下図がこれを元素マッピングした図である。
【図８】図８は図６の元素マッピング図の拡大図である。
【符号の説明】
【００３５】
１、２０：接続端子接合セラミックヒータ
ｔ１：コーナー部に形成された金属層の厚さ
２、２２：セラミック基体
３：ヒータリード部
４：電極部
５：導通部
６：ヒータ発熱部
７：接続端子
８：板状部
９：ロウ材部
１０：金属層
１１：コーナー部
１２：接合面
１３：反対側面の外周縁
１４：反対側面
１５：かしめ部
１６：連結部
１７：境界部
１００：セラミックヒータ
【図１】
2006261014.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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