(57)【要約】      （修正有）【課題】信頼性の高いヒータを提供する。【解決手段】表面にＡｌ−Ｏ−Ｎ層を有するＡｌＮ基板と、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層上に設けられ、ガラス成分および金属成分を有する発熱抵抗体と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にＡｌ−Ｏ−Ｎ層を有するＡｌＮ基板と、前記Ａｌ−Ｏ−Ｎ層上に設けられ、ガラス成分および金属成分を有する発熱抵抗体と、を備えることを特徴とするヒータ。
【請求項２】
前記Ａｌ−Ｏ−Ｎ層におけるＮの量がＡｌＮ換算で８ｍｏｌ％以下であることを特徴とする請求項１に記載のヒータ。
【請求項３】
前記Ａｌ−Ｏ−Ｎ層は、前記発熱抵抗体との界面にＳｉＯ２含有領域を有することを特徴とする請求項１に記載のヒータ。
【請求項４】
前記ガラス成分がＳｉＯ２を有する非晶質ガラスであることを特徴とする請求項１に記載のヒータ。
【請求項５】
前記ガラス成分がＳｉＯ２−ＺｎＯ系ガラスであることを特徴とする請求項４に記載のヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
窒化アルミニウム（以下、ＡｌＮ）基板の表面に発熱抵抗体を設けたヒータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＡｌＮ基板の表面に発熱抵抗体を設けたヒータとして、特許文献１に記載の窒化アルミニウムヒータが知られている。特許文献１に記載の窒化アルミニウムヒータにおいては、ＡｌＮ基板の表面に、ガラス成分および金属成分を有する発熱抵抗体が接合されている。
【０００３】
また、特許文献２には、窒化アルミニウムとガラス成分とが密着している状態で加熱した場合には、窒化アルミニウムとガラス成分とが反応してしまい、発泡が生じてしまうことが記載されている。そのため、特許文献２に記載の発明においては、窒化アルミニウムとガラス成分との間にα-Ａｌ２Ｏ３から成る保護膜を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１３５２３４号公報
【特許文献２】特開平６−３４０４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＡｌＮ基板にα-Ａｌ２Ｏ３から成る保護膜を設け、このα-Ａｌ２Ｏ３から成る保護膜の上にガラス成分を有する発熱抵抗体が接合されたヒータにおいては、ヒートサイクル下において、ＡｌＮ基板と保護膜との熱膨張差に起因する熱応力が発生する場合があった。これにより、ＡｌＮ基板から保護膜ごと発熱抵抗体が剥離するおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示のヒータは、表面にＡｌ−Ｏ−Ｎ層を有するＡｌＮ基板と、前記Ａｌ−Ｏ−Ｎ層上に設けられ、ガラス成分および金属成分を有する発熱抵抗体と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示のヒータによれば、ＡｌＮ基板から発熱抵抗体が剥離するおそれを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ヒータの一例を示す断面図である。
【図２】ヒータの一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に示すように、ヒータ１０は、表面にＡｌ−Ｏ−Ｎ層２を有するＡｌＮ基板１とＡｌ−Ｏ−Ｎ層２上に設けられ、ガラス成分および金属成分を有する発熱抵抗体３とを備える。ヒータ１０は、例えば、シリコンウエハを加熱するためのヒータまたは複写機の加熱用のヒータとして用いることができる。
【００１０】
ＡｌＮ基板１は、板状の部材である。板状としては、例えば、主面の形状が矩形状のものが挙げられる。ＡｌＮ基板１は、例えば、大部分がＡｌＮの焼結体である。ＡｌＮ基板１は、例えば、ドクターブレード法またはカレンダー法で製造したグリーンシートを積層
して成形体を作製し、この成形体を脱脂および焼成することで得ることができる。基板を構成するＡｌＮ焼結体は焼結助剤となる副成分を含有してもよい。焼結助剤は目的に応じて選択すればよく、種類や量に特に制限されない。
【００１１】
ＡｌＮ基板１は、表面にＡｌ−Ｏ−Ｎ層２を有している。ここでいうＡｌ−Ｏ−Ｎ層２とは、ＡｌＮと、ＡｌＮの結晶格子に酸素が固溶したＡｌＯＮ相またはＡｌ２Ｏ３と、が不均一に混在している層である。なお、ＡｌＮにＡｌＯＮ相およびＡｌ２Ｏ３の両方が混在していてもよい。
【００１２】
Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２は以下の方法で形成することができる。まず、ＡｌＮ基板１の表面には空気中に含まれる水分と反応して生じたＡｌ（ＯＨ）３が存在していることから、ＡｌＮ基板１を希塩酸に１〜３分の所定時間浸漬することで、表面のＡｌ（ＯＨ）３を除去する。さらにＡｌＮ基板１を焼成する段階で結晶水の解離反応によって生じたＡｌ２Ｏ３をフッ化水素酸と硝酸の混酸に数秒〜１分程度浸漬することで溶解除去する。
【００１３】
その後、直ちに酸を水洗して、露点−７０℃（Ｔｅｔｅｎｓの式による飽和水蒸気圧＝２．４×１０−４ｋＰａ）以下かつＯ２が０．１ｐｐｍ以下の高純度Ｎ２ガスで基板表面の水分をブロー除去する。その後、大気圧環境下で、ガス流通式焼成炉にて０．５〜１０Ｌ／ｍｉｎの高純度Ｎ２気流中で１００〜２００℃、１〜３Ｈｒの乾燥を行なう。
【００１４】
引き続き、高純度Ｎ２ガスに、露点−７０℃（Ｔｅｔｅｎｓの式による飽和水蒸気圧＝２．４×１０−４ｋＰａ）以下の高純度Ｏ２ガスを分圧で１〜２０ｋＰａとなるように、ガス混合器を用い混合し炉内へ導入しながら昇温し、到達温度７００〜１０５０℃、１０〜２４Ｈｒ処理する。こうすることで、ＡｌＮ基板１の最表面はＡｌ（ＯＨ）３由来のベーマイトが生成しにくくなり、低温でのＡｌ２Ｏ３生成を抑制できる。その結果、ＡｌＮに酸素が順次固溶し、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２はＡｌＮとＡｌＯＮ、またはα−Ａｌ２Ｏ３が混在した層となる。また、焼成条件とガス条件は目的とするＡｌ−Ｏ−Ｎ層２の厚みに応じて選択すればよいが、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２の厚みは概ね０．１〜３μｍであると、ＡｌＮ基板１の熱伝導性を阻害しにくくすることができる。
【００１５】
ヒータ１０は、ＡｌＮ基板１に設けたＡｌ−Ｏ−Ｎ層２の表面に発熱抵抗体３を有する。発熱抵抗体３は、電気を流すことによって発熱する部材である。図２に示すように、発熱抵抗体３は、例えば、複数の折返し形状を有する帯状に形成される。発熱抵抗体３は、ガラス成分および金属成分を有している。金属やガラスは目的に応じて選択すればよく、種類や量に特に制限されない。ガラスは、例えばＳｉＯ２−ＺｎＯ系ガラスやホウケイ酸系ガラスを用いることができる。
【００１６】
発熱抵抗体３は以下の方法で作製することができる。発熱抵抗体３となる金属−ガラス混合ペーストを、スクリーン印刷やインクジェット印刷等の公知の手法を用い、所定の形状に形成した後に乾燥する。その後、シリカゲルと塩化カルシウムで水蒸気分圧を１ｋＰａ以下に脱水した環境下で、１１００℃未満、例えば７００〜１０００℃，０．５〜３Ｈｒ焼成することで得ることができる。発熱抵抗体３は、表面にＮｉメッキが施されていてもよい。
【００１７】
金属−ガラス混合ペーストは、金属粉末とガラス粉末を、バインダー樹脂、溶媒、可塑剤、および分散剤、を所定の比率で公知の手法で混合し作製すればよい。金属粉末としては、例えば、銀、銀パラジウムまたはプラチナ等を用いることができる。バインダー樹脂としては、アクリル樹脂やエチルセルロース、ポリビニルブチラールまたはポリビニルアルコール等を用いることができる。溶媒としては、水、α−テルピネオールまたは酢酸エチル等を用いることができる。可塑剤としては、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル
またはポリエチレングリコール等を用いることができる。分散剤としてはリン酸エステルまたはポリカルボン酸等を用いることができる。
【００１８】
本実施形態のヒータ１０においては、ＡｌＮ基板１の表面にＡｌ−Ｏ−Ｎ層２を有するとともに、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２上にガラス成分および金属成分を有する発熱抵抗体３が設けられている。これにより、ＡｌＮ基板１とガラス成分とが反応することによって生じる発泡を低減しつつ、発熱抵抗体３が剥がれてしまうおそれを低減できる。発泡を低減できる理由としては、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２が酸化物および／または酸窒化物であることによって酸素との反応が低減されていることが挙げられる。また、発熱抵抗体３が剥がれてしまうおそれを低減できる理由としては、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２の熱膨張率がＡｌＮ基板１に近いためであると考えられる。
【００１９】
また、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２におけるＮの量がＡｌＮ換算で８ｍｏｌ％以下であってもよい。これにより、発熱抵抗体３がＡｌＮ基板１から剥がれにくくすることができる。８ｍｏｌ％以下であることの技術的な意義については実施例において後述する。
【００２０】
また、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２は、発熱抵抗体３との界面にＳｉＯ２含有領域を有していてもよい。Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２が界面にＳｉＯ２を有していることによって、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２と発熱抵抗体３とのガラス成分とをＳｉＯ２で繋ぐことができるので、アンカー効果を生じさせることができる。これにより、発熱抵抗体３に剥がれが生じるおそれを低減できる。
【００２１】
Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２にＳｉＯ２が存在することは、以下の方法で確認できる。具体的には、ヒータ１０の断面のうち発熱抵抗体３直下のＡｌ−Ｏ−Ｎ層２をＡｒイオンミリング法にて試料作製し、暗視野電子線回折を含めＴＥＭで観察しつつ、ＥＤＳで元素分析、およびＥＥＬＳスペクトルを同定すればよい。
【００２２】
また、発熱抵抗体３におけるガラス成分がＳｉＯ２を有する非晶質ガラスであってもよい。非晶質ガラスは流動性が高く、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２へガラス成分であるＳｉＯ２が拡散しやすいため、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２と発熱抵抗体３との間に生じるアンカー効果をさらに生じやすくすることができる。
【００２３】
さらに、ガラス成分がＳｉＯ２−ＺｎＯ系ガラスであってもよい。発熱抵抗体３とＡｌ−Ｏ−Ｎ層２との接合界面から、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２内部に向かってガラス成分自身が拡散することができるので、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２と発熱抵抗体３との間に剥がれが生じるおそれを低減できる。これは、ＺｎＯが、フラックス成分として機能するためであると考えられる。
【実施例】
【００２４】
図２に示す構造を有するヒータ１０について、以下の通り１０種の試料（試料Ｎｏ．１〜１０）をそれぞれ複数作製した。具体的には、最初にＡｌＮ基板１を準備した。
【００２５】
ＡｌＮ基板１は、縦５０ｍｍ、横２５ｍｍ、厚み３ｍｍのＡｌＮ焼結体からなる。ＡｌＮ基板１の作製方法は以下のとおりである。まず、純度９９．９質量％、平均粒径Ｄ５０が０．５μｍのＡｌＮ粉末を用いて、この粉末１００質量部に対し、トルエン８０質量部および分散剤０．５質量部を加えて、ナイロン内張りを施したボールミル内でφ２０ｍｍの樹脂被覆ボールと共に４８時間湿式粉砕混合をした。
【００２６】
続いて、この湿式粉砕混合スラリーに対し、可塑剤とバインダーとを添加した。可塑剤は、ＡｌＮ粉末１００質量部に対し、フタル酸ジブチルおよびフタル酸ジオクチルを各々
２質量部、バインダーとしてポリビニルブチラールを固形分換算で１２質量部添加して、さらに３０時間湿式混合をした。次に、混合された有機−無機混合スラリーを、ドクターブレード法によって厚み３００μｍのグリーンシートに成形した。次に、所定の厚みとなるようにグリーンシートを重ね、一軸プレス法にてグリーンシートの降伏応力以上の圧力、具体的には５ＭＰａの圧力を印加しながら、８０℃以上の温度で積層した。
【００２７】
次に、得られた積層体を、還元雰囲気中、２０００℃で、３時間焼成してＡｌＮ焼結体を得た。得られたＡｌＮ焼結体は、ロータリー研削加工によって厚み加工を、平面研削加工によって寸法加工を施し、発熱抵抗体３を設ける面はラップ加工によって算術平均粗さＲａを１．６μｍ以下に仕上げ、ＡｌＮ基板１を得た。
【００２８】
続いて、９種の試料（試料Ｎｏ．２〜試料Ｎｏ．１０）に対して、ＡｌＮ基板１を１５質量％の希塩酸に２分浸漬し、続いて、さらにフッ化水素酸が１０質量％、硝酸が２０質量％となるよう純水を希釈媒とした混酸に１０〜３０秒浸漬しＡｌ（ＯＨ）３とＡｌ２Ｏ３の被膜を溶解除去した。その後、直ちに酸を純水で洗し流し、露点−７７℃（Ｔｅｔｅｎｓの式による飽和水蒸気圧＝８．０×１０−５ｋＰａ）かつ不純物Ｏ２が０．０９ｐｐｍの高純度Ｎ２ガスで基板表面の水分をブロー除去した。引き続き、試料を大気圧環境下で、ガス流通式焼成炉にて流量１Ｌ／ｍｉｎ．の高純度Ｎ２気流中で１５０℃、３Ｈｒ乾燥した。乾燥後、炉は引き続き、高純度Ｎ２ガスに、露点−７０℃（Ｔｅｔｅｎｓの式による飽和水蒸気圧＝２．４×１０−４ｋＰａ）の高純度Ｏ２ガスを、分圧で１〜２０ｋＰａとなるよう、ガス混合器を用い混合し炉内へ導入しながら昇温し、到達温度７００〜１０５０℃、１０〜２４Ｈｒ処理した。処理終了後は室温まで自然冷却し、ＡｌＮ基板１の表面にＡｌ−Ｏ−Ｎ層２を形成した。
【００２９】
比較用として１種の試料（試料Ｎｏ．１）は、上記処理をせず、ガス流通式焼成炉にて、大気圧環境下で、流量１Ｌ／ｍｉｎ．の圧縮大気を炉内へ導入しながら昇温し、到達温度１２００℃、１０Ｈｒ処理した。これにより、α−Ａｌ２Ｏ３層を表面に有するＡｌＮ基板１を得た。この圧縮大気は、炉内導入口の直前で、シリカゲルと塩化カルシウムで脱水し、さらに露点２５℃（Ｔｅｔｅｎｓの式による飽和水蒸気圧＝３．２ｋＰａ、従って圧縮大気のＯ２分圧＝２０．５ｋＰａ）となるようバブリング通水し、それから炉内へ導入した。
【００３０】
この１０種の試料において、以下の方法で分析を行なった。
【００３１】
試料Ｎｏ．２〜１０に対する、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２の分析・解析方法を説明する。Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２に対してＸ線光電子分光分析（以下、ＸＰＳ）を行なった。まず、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２に、測定領域φ１００μｍでＸ線を照射し、試料の元素組成（原子％）と化学結合状態を分析した。また、深さ方向についても、５ｎｍ刻みで、Ａｒイオンスパッタし、それぞれの深さにおける元素組成、および化学結合状態を分析した。これにより、ＡｌＮ基板１の組成が検出されるまでの深さを測定して、この深さをＡｌ−Ｏ−Ｎ層２の厚みとする。この際、スパッタ深さは、熱酸化ＳｉＯ２膜厚換算値を採用する。
【００３２】
また、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２における元素組成と化学結合状態、結晶状態を、より微視的に詳細分析する。ヒータ１０の断面のうち、ＸＰＳと同じく、発熱抵抗体３の沿面近傍について、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２をＡｒイオンミリング法にて試料作製し、透過型電子顕微鏡（以下、ＴＥＭ）で観察しつつ、ＥＤＳで元素分析、および電子エネルギー損失分光分析（以下、ＥＥＬＳ）を行なった。特に、検出したＥＥＬＳスペクトルを同定するため、参照目的でα−Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、ＡｌＯＮおよびＡｌＮ等の関連性のある化合物についてもＥＥＬＳスペクトルを分析した。
【００３３】
これらの結果、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２はＡｌ，Ｏ，Ｎからなり、ＴＥＭの暗視野電子線回折とＥＥＬＳスペクトルより、これらはＡｌＮ、ＡｌＯＮおよびα−Ａｌ２Ｏ３が混在した層であることを確認した。
【００３４】
そこで、上記ＸＰＳスペクトルよりＮ量を以下のように求めた。まず、ＸＰＳで検出された各深さに対する元素種と元素カウント数を用い、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２の全区間でＡｌ２ｐ，Ｏ１ｓ，Ｎ１ｓ元素カウント各々について総和を求めた。次に、このうちＮ１ｓカウント総数は全てＡｌＮになっており、かつ、Ａｌカウント総数のうち、Ｎ１ｓカウント総数を除いた残カウント数は全てＡｌ２Ｏ３になっていると仮定し、以下の式を定義した。
【００３５】
Ａｌ２ｐカウント総数：ａ
Ｎ１ｓカウント総数：ｂ
Ｏ１ｓカウント総数：ｃ
ｂ＝ＡｌＮ分子数  ・・・（１）
（ａ−ｂ）／２＝Ａｌ２Ｏ３分子数  ・・・（２）
（２）式は（３）式を満たす場合、真とした。
【００３６】
ａ  ≧  ｂ  かつ
（ａ−ｂ）／２  ≧０  かつ  
ｃ−｛（ａ−ｂ）／２｝×３  ≧０  ・・・（３）
このとき、
｛ＡｌＮ分子数／（ＡｌＮ分子数＋Ａｌ２Ｏ３分子数）｝×１００
＝｛２ｂ／（ａ＋ｂ）｝×１００  ［ｍｏｌ％］  ・・・（４）
として、（４）式で、ＸＰＳで検出したＮ量を、ＡｌＮ換算した場合のＡｌ−Ｏ−Ｎ層２におけるＮの量のＡｌＮ換算値と定めた。
【００３７】
試料Ｎｏ．１についても上記の方法と同様の方法でα−Ａｌ２Ｏ３層の分析を行なった。分析の結果、各種の試料において、ＸＰＳは複数箇所測定したが、ＡｌＮ基板１の部位毎の分析値に特に差は無く、試料Ｎｏ．２〜１０に関してはＡｌ−Ｏ−Ｎ層２がＡｌＮ基板１の表面に０．１μｍ以上の膜厚で均質に形成されていた。試料Ｎｏ．１に関してはα−Ａｌ２Ｏ３層がＡｌＮ基板１の表面に形成されていた。
【００３８】
次に、１０種の試料について切断し、断面方向でＡｌ−Ｏ−Ｎ層２（試料Ｎｏ．２〜１０）またはα−Ａｌ２Ｏ３層（試料Ｎｏ．１）が分析できる断面小片をＡｒイオンミリング法にて作製した。この断面小片は、暗視野電子線回折を含め、ＴＥＭで観察しつつ、ＥＤＳで元素分析、およびＥＥＬＳスペクトル分析した。検出したＥＥＬＳスペクトルを同定するため、参照目的でα−Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、ＡｌＯＮ、ＡｌＮ等、関連性のある化合物についてもＥＥＬＳスペクトルを分析した。各測定の結果を表１に示す。なお、表１、表２においては、試料Ｎｏ．１におけるα−Ａｌ２Ｏ３層および試料Ｎｏ．２〜１０におけるＡｌ−Ｏ−Ｎ層２を接合下地層として記載している。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
試料Ｎｏ．２〜試料Ｎｏ.１０の結果から明らかなように、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２はＡｌＮ
、ＡｌＯＮ、α−Ａｌ２Ｏ３が混在した層であった。一方、水蒸気を制御した大気を雰囲気として焼成した試料Ｎｏ．１にはα−Ａｌ２Ｏ３層が形成されていた。
【００４１】
上記のＡｌ−Ｏ−Ｎ層２は、焼成時の雰囲気酸素分圧、焼成温度が高くなるほど、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２の厚みは増大し、さらにＡｌＮ換算濃度で現すＮ量は単調減少する傾向が見られる。これより、Ａｌ化合物が混在するＡｌ−Ｏ−Ｎ層２において、α−Ａｌ２Ｏ３が単調増加し、相対的にＡｌＮとＡｌＯＮの量が単調減少していることがわかる。
【００４２】
また、試料Ｎｏ．１のα−Ａｌ２Ｏ３層および試料Ｎｏ．２〜Ｎｏ．１０のＡｌ−Ｏ−Ｎ層２について、試料を切断して、断面をクロスセクションポリッシャにてＡｒイオンビーム加工し、走査型電子顕微鏡（以下、ＳＥＭ）で詳細に断面の組織を観察し、さらに最表面の組織を観察した。試料Ｎｏ．１のα−Ａｌ２Ｏ３層には微細なクラックが複数見られた。一方、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２にはクラックが見られなかった。
【００４３】
続いて、１０種類の試料について、発熱抵抗体３を以下の方法で作製した。
【００４４】
まず、ＡｇとＰｄの金属比率がＡｇ／Ｐｄ＝７０／３０質量％であり、平均粒径Ｄ５０が０．５μｍのＡｇ−Ｐｄ粉末を７０質量％、および平均粒径Ｄ５０が５．０μｍのＳｉＯ２−ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３ガラス粉末を５質量％とを、所定量のエチルセルロースとα−テルピネオール、フタル酸ジブチル、分散剤と共に乳鉢で予混合し、三本ロールミルで解砕・混練処理して、発熱抵抗体３となる金属−ガラス混合ペーストを作製した。
【００４５】
次に、金属−ガラス混合ペーストをスクリーン印刷にて、所定の形状に形成し７０℃で乾燥後、ガス流通式焼成炉にて、大気圧環境下で、流量１Ｌ／ｍｉｎ．の圧縮大気を炉内へ導入しながら昇温し、到達温度８５０℃、３Ｈｒ処理した。なお、この圧縮大気は、炉内導入口の直前で、シリカゲルと塩化カルシウムで脱水し、水蒸気分圧は０．８ｋＰａであった。以上の操作により、図２の構造を有するヒータ１０を得た。図２には図示していないが、給電のための端子がハンダで固定されている。
【００４６】
得られたヒータ１０（試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．１０）について、実施した評価は以下のとおりである。
【００４７】
０℃から１５０℃まで急速加熱した後、１５０℃から０℃まで、発熱抵抗体３の対向面から冷媒を用い強制冷却するサイクルを１サイクルとして、３００サイクルの冷熱サイク
ル耐久試験を実施した。なお、耐久試験の前後で、ヒータ１０を２３℃の恒温室内に２４時間放置し、発熱抵抗体３の抵抗値を測定した。耐久試験後の抵抗値について、初期抵抗値からの変化率ΔＲを算出したが、変化率ΔＲが０．５％以下であった場合には、発熱抵抗体３の特性劣化はないと判断した。
【００４８】
また、上記の耐久試験前後で、各ヒータ１０は浸透探傷剤（レッドチェック液）を用いて探傷評価を行なった。本発明のヒータ１０（試料Ｎｏ．２〜試料Ｎｏ．１０）は、発熱抵抗体３のクラックや剥離はなく良好であった。比較対象の試料Ｎｏ．１は、耐久前、発熱抵抗体３にはクラックや剥離は見られなかったが、発熱抵抗体３を形成していない部分のα―Ａｌ２Ｏ３層で若干の浸透探傷剤の着色が見られた。ところが、耐久試験後は、発熱抵抗体３にクラックが発生しており、発熱抵抗体３のパターン沿面に剥離も確認できた。
【００４９】
さらに、上記の耐久評価後のこれらの試料と、耐久評価前の試料Ｎｏ．１〜１０の発熱抵抗体３を設けた小片について、以下の方法で発熱抵抗体３の接合強度を調べた。まず、試料の発熱抵抗体３にＡｕメッキを実施し、このメッキ面にφ３．５ｍｍのポリイミドテープで任意の３ヶ所にマスキングを施し、ソルダーレジストを塗布した後、１２０℃、１Ｈｒ硬化した。レジスト硬化後、マスキングしたポリイミドテープを剥がし、各試料について３ヶ所のφ３．５ｍｍ強度測定部を形成した。続いて、素線径φ０．１７ｍｍのＣｕ線を６本撚り線にしたリード線を、融点２１７℃のハンダを用いて、前述の強度測定部Ａｕメッキ面に接合した。次に、リード線端部をプッシュプルゲージで垂直方向に引張り、発熱抵抗体３の剥離荷重を測定した。各測定の結果を表２に示す。
【００５０】
【表２】
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【００５１】
試料Ｎｏ．２〜試料Ｎｏ.１０の結果から明らかなように、発熱抵抗体３の下地層であ
るＡｌ−Ｏ−Ｎ層２がＡｌＮ、ＡｌＯＮ、α−Ａｌ２Ｏ３が混在する層からなるヒータ１０は、３００サイクルの冷熱サイクル耐久試験後も発熱抵抗体３の抵抗値変化率ΔＲが０．５％以下と非常に安定していた。一方、比較対象の試料Ｎｏ．１は上述のとおり、耐久試験後に発熱抵抗体３の断線が発生していた。
【００５２】
さらに、発熱抵抗体３の剥離強度を見ると、試料Ｎｏ．２〜試料Ｎｏ．１０の結果から明らかなように、耐久前後で剥離荷重に変化は無く、かつ耐久試験後も発熱抵抗体３の剥離荷重は、６Ｎ以上と非常に強く維持されていることを確認した。一方、試料Ｎｏ．１は耐久試験前においても剥離荷重が１．７Ｎと小さく、耐久試験後はさらに低下していた。
【００５３】
特に、試料Ｎｏ．６〜試料Ｎｏ．１０の結果から、Ａｌ−Ｏ−Ｎ層２中のＮ量がＡｌＮ
換算濃度で８ｍｏｌ％以下の場合においては、耐久試験前後における剥離荷重の変化が非常に小さくなっていることが確認できた。
【符号の説明】
【００５４】
１：ＡｌＮ基板
２：Ａｌ−Ｏ−Ｎ層
３：発熱抵抗体
１０：ヒータ
【図１】
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【図２】
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