(57)【要約】【課題】長期間使用してもセラミックス基材にクラックが入ることを防止できる電極埋設部材を提供すること。【解決手段】電極埋設部材１は、表面１１と裏面としての主面１２とを有し、セラミックスからなる板状の基材１０と、基材１０に埋設された内部電極１３と、表面１１に沿った方向へ相互に離間した状態で内部電極１３に重ねて配置された複数の接続部材２０と、主面１２から複数の接続部材２０のそれぞれの端面２１の少なくとも一部まで伸長する端子穴１４と、端子穴１４を形成する複数の接続部材２０のそれぞれの端面２１の少なくとも一部と重なる状態で複数の接続部材２０に対して接続されている金属製の端子１５と、を備えている。【選択図】図１
2019212668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面と裏面としての主面とを有し、セラミックスからなる板状の基材と、
前記基材の表面に沿って延在し、前記基材に埋設された内部電極と、
前記表面に沿った方向へ相互に離間した状態で前記内部電極に重ねて配置された複数の接続部材と、
前記基材の前記主面から前記基材内部の前記複数の接続部材のそれぞれの端面の少なくとも一部まで伸長する端子穴と、
前記基材の厚み方向に沿って見たときに前記端子穴を形成する前記複数の接続部材のそれぞれの端面の少なくとも一部と重なる状態で前記複数の接続部材に対して接続されている金属製の端子と、
を備えていることを特徴とする電極埋設部材。
【請求項２】
請求項１記載の電極埋設部材であって、
前記複数の接続部材のそれぞれは、
前記基材の厚み方向に沿って見たときの前記複数の接続部材のうち前記端子穴を画定する部分の合計の面積Ｓｐと、
前記基材の厚み方向に沿って見たときの前記複数の接続部材間の離間距離Ｇと各々の前記接続部材の所定の最大２点間距離Ｌとの比（Ｇ／Ｌ）との関係において、
Ｓｐ≧１０ｍｍ２かつ
Ｇ≧１ｍｍかつ
（Ｇ／Ｌ）≧−０．０１×Ｓｐ＋０．４５
の関係を満足するように前記接続部材が配置されていることを特徴とする電極埋設部材。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の電極埋設部材であって、
前記複数の接続部材は、少なくとも３個以上であり、
前記複数の接続部材間の離間距離Ｇのそれぞれは、均等であることを特徴とする電極埋設部材。
【請求項４】
請求項１または請求項２記載の電極埋設部材であって、
前記複数の接続部材は、少なくとも３個以上であり、
前記複数の接続部材間の離間距離Ｇのそれぞれは、異なることを特徴とする電極埋設部材。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか1項に記載の電極埋設部材であって、
前記基材の厚み方向に沿って見たときに、前記複数の接続部材のそれぞれは、互いに同じ径であり、且つ、互いに同じ中心角を有する扇形状であることを特徴とする電極埋設部材。
【請求項６】
請求項１〜４の何れか1項に記載の電極埋設部材であって、
前記基材の厚み方向に沿って見たときに、前記複数の接続部材のそれぞれは、互いに同じ径であり、且つ、互いに異なる中心角を有する扇形状であることを特徴とする電極埋設部材。
【請求項７】
請求項１〜４の何れか1項に記載の電極埋設部材であって、
前記複数の接続部材は、少なくとも３個以上であり、
前記基材の厚み方向に沿って見たときに、前記複数の接続部材のそれぞれは、板状の部材が平行に分割された形状であることを特徴とする電極埋設部材。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか1項に記載の電極埋設部材であって、
前記基材の厚み方向に沿って見たときの前記複数の接続部材それぞれの前記端子穴を画定する部分の面積のそれぞれは等しいことを特徴とする電極埋設部材。
【請求項９】
請求項１〜７の何れか1項に記載の電極埋設部材であって、
前記基材の厚み方向に沿って見たときの前記複数の接続部材それぞれの前記端子穴を画定する部分の面積のそれぞれは異なることを特徴とする電極埋設部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極埋設部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックスサセプタ（セラミックヒーター等）では、セラミックス基材に埋設された内部電極と外部の電源とを接続するための端子を内部電極に接続する必要がある。端子を内部電極に接続するには、セラミックス基材に端子穴を加工する必要があるが、内部電極の厚みが薄いこと及び加工方向にみて内部電極の裏側の絶縁層が薄いことから、内部電極のみが埋設されたセラミックス基材に対して穴加工すると内部電極を突き破る虞があり、内部電極に端子を直接接続することが困難であった。
【０００３】
そこで、セラミックスサセプタをホットプレス法で製造する場合、セラミックス基材にタングステンペレットのような接続部材を内部電極と厚み方向に重ねて埋設して同時焼成し、セラミックス基材に接続部材側から穴加工して露出した接続部材に端子を接続する方法が一般的にとられている。このような、端子が接続された電極埋設部材として、シート積層法によって製造されたセラミックスヒーターにおいて、セラミックス基材に埋設された内部電極に端子を接続するための接続部材が設けられた電極埋設部材が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３４９５６８９号公報
【特許文献２】特開２００１−２３７３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術は、セラミックス基材に埋設された発熱体とタングステンペーストとが同時焼成され、焼成されたタングステンペーストが接続パッドとなる。セラミックス基材に接続パッドまで穴が形成され、この穴の周面に接続パッドに接続された導電性支持部材が複数並べて形成される。そして、接続ピンが穴に挿入された状態で導電性支持部材にロウ付けされ、接続ピンが導電性支持部材及び接続パッドを介して発熱体に接続されている。
【０００６】
特許文献２の技術は、セラミック基材に抵抗発熱体が埋設され、この抵抗発熱体の直下にはスルーホールが形成され、このスルーホールが露出するように、セラミック基板の底面に袋孔が形成されている。この袋孔にワッシャーが嵌め込まれ、ワッシャーおよびスルーホールを介して端子となる導電線が接続されている。ワッシャーとスルーホールとの間に、一部が切り欠かれた３個の円柱状の穴を互いに接するように形成し、これらの穴に導通ペーストを充填することで、導電線が接続されている。
【０００７】
しかし、特許文献１および特許文献２のように、セラミックスとは物性の異なる接続部材が埋設された部材では、接続部材は金属が主成分であり周囲のセラミックスとは熱膨張率などの物性が異なることから、および、特に高周波電力印加用のサセプタ部材等は絶縁層を薄くする必要があることから、低温と高温との間で熱サイクルを繰り返すうちに、接続部材とセラミックス基材間の応力により、セラミックス基材では端子部近傍の絶縁層にクラックが発生する虞がある。
【０００８】
さらに、端子へ入力される電力の増大に伴い、端子が局所的に発熱し、より電気的な導通のよい構造が必要となっている。そのため、端子の電流通過面積を大きくすることが求められるが、端子の電流通過面積を大きくすると周囲のセラミックスとの物性差に起因する応力が大きくなるため、端子自体を大きくするには限界がある。
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑み、長期間使用してもセラミックス基材にクラックが入ることを防止できる電極埋設部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
［１］上記目的を達成するため、本発明の電極埋設部材は、
表面と裏面としての主面とを有し、セラミックスからなる板状の基材と、
前記基材の表面に沿って延在し、前記基材に埋設された内部電極と、
前記表面に沿った方向へ相互に離間した状態で前記内部電極に重ねて配置された複数の接続部材と、
前記基材の前記主面から前記基材内部の前記複数の接続部材のそれぞれの端面の少なくとも一部まで伸長する端子穴と、
前記基材の厚み方向に沿って見たときに前記端子穴を形成する前記複数の接続部材のそれぞれの端面の少なくとも一部と重なる状態で前記複数の接続部材に対して接続されている金属製の端子と、
を備えていることを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によれば、内部電極に複数の接続部材を分離状態で重ねて配置したので、分離状態の複数の接続部材のそれぞれと基材間に生じる応力を小さくし、接続部材間の隙間で応力を緩和するので、基材に加わる負荷を低減し基材にクラックが発生するのを防止することができる。さらに、端子を接続する前の状態において、端子穴に複数の接続部材のそれぞれが少なくとも一部露出するようにしたので、端子と内部電極の間を複数の接続部材で通電することができる。
【００１２】
［２］また、本発明の電極埋設部材において、前記複数の接続部材のそれぞれは、
前記基材の厚み方向に沿って見たときの前記複数の接続部材のうち前記端子穴を画定する部分の合計の面積Ｓｐと、
前記基材の厚み方向に沿って見たときの前記複数の接続部材間の離間距離Ｇと各々の前記接続部材の所定の最大２点間距離Ｌとの比（Ｇ／Ｌ）との関係において、
Ｓｐ≧１０ｍｍ２かつ
Ｇ≧１ｍｍかつ
（Ｇ／Ｌ）≧−０．０１×Ｓｐ＋０．４５
の関係を満足するように前記接続部材が配置されていることが好ましい。
【００１３】
なお、基材の厚み方向に沿ってみたときとは、換言すると、基材から離れた位置から基材の主面に垂直な方向に沿って見た視点を意味する。
【００１４】
電気的導通を改善するには、複数の接続部材のうち端子穴を画定する部分の合計の面積Ｓｐを大きくすることで、電流通過面積が増加するので好ましい。そのため電気的導通性のパラメータとしてＳｐを用いることが有効である。しかし、Ｓｐを大きくするために接続部材の大きさ自体を大きくすると、周囲のセラミックスとの物性差による応力が大きくなり基材にクラックが入りやすくなる。このため、接続部材を複数化することにより一つ当たりの接続部材の最大２点間距離Lを小さくすることが有効である。
【００１５】
一方、複数の離間した接続部材間の離間距離Gが小さすぎると物性差に起因する応力を十分に緩和できず応力が大きくなりクラックが発生するおそれがある。また、接続部材を複数化したとしても、一つあたりの接続部材の最大２点間距離Ｌが大きすぎると物性差に起因する応力が大きくなり基材にクラックが入りやすくなる。そこで、接続部材とセラミックス間の物性差による応力を緩和するパラメータとして（G/L）を用いることが有効である。このように、本発明は、電気的導通性と応力緩和性の２つのパラメータを最適化することによりなされたものである。
【００１６】
電気的導通性をよくするためには、Ｓｐは一定以上にする必要があり、少なくとも１０ｍｍ２の断面積を確保する必要である。接続部材を複数に分割して、離間させて配置するには一定の離間距離Gが必要になる。ホットプレス法で接続部材を埋設するにはＧが少なくとも１ｍｍ程度必要になる。
【００１７】
更に分割された接続部材が近接して配置されると十分な応力緩和効果が得られない。そのために離間距離Gは最大２点間距離Ｌとの関係で以下の一定の関係にする必要がある。
【００１８】
（Ｇ／Ｌ）≧−０．０１×Ｓｐ＋０．４５
【００１９】
この関係を満たす構成により、さらに厳しい条件下であっても、電気的導通性を確保したうえで、より一層基材にクラックが入ることを防止することができる。
【００２０】
［３］また、本発明の電極埋設部材において、前記複数の接続部材は、少なくとも３個以上であり、前記複数の接続部材間の離間距離Ｇのそれぞれは、均等であることが好ましい。
【００２１】
かかる構成によれば、複数の接続部材間の離間距離Ｇのそれぞれは均等であるので、接続部材間の隙間で応力を均等に緩和するので、基材に加わる負荷を低減し基材にクラックが発生するのを防止することができる。
【００２２】
［４］また、本発明の電極埋設部材において、前記複数の接続部材は、少なくとも３個以上であり、前記複数の接続部材間の離間距離Ｇのそれぞれは、異なることが好ましい。
【００２３】
かかる構成によれば、複数の接続部材間の離間距離Ｇのそれぞれは異なるので、基材のクラックが入りやすい場所の離間距離Ｇをクラックが入りにくい場所の離間距離Ｇよりも大きくすることで、クラックが入りやすい場所の接続部材と基材間の応力を緩和して、基材に加わる負荷を低減し基材にクラックが発生するのを防止することができる。
【００２４】
［５］また、本発明の電極埋設部材において、前記基材の厚み方向に沿って見たときに、前記複数の接続部材のそれぞれは、互いに同じ径であり、且つ、互いに同じ中心角を有する扇形状であることが好ましい。
【００２５】
かかる構成によれば、複数の接続部材のそれぞれは、中心角の等しい扇形状であるので、接続部材のそれぞれと基材間の応力を均等に分散し、基材に加わる負荷を低減し基材にクラックが発生するのを防止することができる。
【００２６】
［６］また、本発明の電極埋設部材において、前記基材の厚み方向に沿って見たときに、前記複数の接続部材のそれぞれは、互いに同じ径であり、且つ、互いに異なる中心角を有する扇形状であることが好ましい。
【００２７】
かかる構成によれば、複数の接続部材のそれぞれは、互いに異なる中心角を有する扇形状であるので、基材のクラックが入りやすい場所に小さい中心角の扇形状の接続部材を配置することで、接続部材と基材間の応力を小さくして、基材に加わる負荷を低減し基材にクラックが発生するのを防止することができる。
【００２８】
［７］また、本発明の電極埋設部材において、前記複数の接続部材は、少なくとも３個以上であり、前記基材の厚み方向に沿って見たときに、前記複数の接続部材のそれぞれは、板状の部材が平行に分割された形状であることが好ましい。
【００２９】
かかる構成によれば、分割幅を調整することで接続部材と基材間の応力を小さくして、基材に加わる負荷を低減し基材にクラックが発生するのを防止することができる。
【００３０】
［８］また、本発明の電極埋設部材において、前記基材の厚み方向に沿って見たときの前記複数の接続部材それぞれの前記端子穴を画定する部分の面積のそれぞれは等しいことが好ましい。
【００３１】
かかる構成によれば、複数の接続部材それぞれの端子穴を画定する部分の面積のそれぞれは等しいので、複数の接続部材それぞれと端子との接触面積を等しくすることで、端子の膨張による応力を複数の接続部材それぞれで均等に分散させて、基材に加わる負荷を低減し基材にクラックが発生するのを防止することができる。
【００３２】
［９］また、本発明の電極埋設部材において、前記基材の厚み方向に沿って見たときの前記複数の接続部材それぞれの前記端子穴を画定する部分の面積のそれぞれは異なることが好ましい。
【００３３】
かかる構成によれば、複数の接続部材それぞれの端子穴を画定する部分の面積のそれぞれは異なるので、基材のクラックが入りやすい場所に端子穴を画定する部分の面積が小さい接続部材を配置することで、端子の膨張による応力を抑えて、基材に加わる負荷を低減し基材にクラックが発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の電極埋設部材を示す断面図である。
【図２】実施形態１の複数の接続部材を示す平面図である。
【図３】図１の接続部材の所定の最大２点間距離を示す説明図である。
【図４】厳しい条件下におけるＳｐとＧ／Ｌとの相関関係を示すグラフである。
【図５】Ｓｐ／Ｓｈ（穴底面積）とＧ／Ｌとの相関関係と接続部材と端子穴の関係を説明するグラフである。
【図６】実施形態２の複数の接続部材を示す平面図である。
【図７】実施形態３の複数の接続部材を示す平面図である。
【図８】実施形態４の複数の接続部材を示す平面図である。
【図９】実施形態５の複数の接続部材を示す平面図である。
【図１０】実施形態６の複数の接続部材を示す平面図である。
【図１１】実施形態７の複数の接続部材を示す平面図である。
【図１２】実施形態８の複数の接続部材を示す平面図である。
【図１３】複数の接続部材間の隙間にある基材を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
（実施形態１）
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。なお、図面は、電極埋設部材１を概念的（模式的）に示すものとする。
【００３６】
図１に示すように、電極埋設部材１は、表面１１と裏面としての主面１２とを有し、セラミックスからなる円板状の基材１０と、基材１０の表面１１に沿って延在し、基材１０に埋設された内部電極１３と、表面１１に沿った方向へ相互に離間した状態で内部電極１３に重ねて配置された複数の接続部材２０と、を備えている。
【００３７】
また、電極埋設部材１は、基材１０の主面１２から基材１０内部の複数の接続部材２０のそれぞれの端面２１の少なくとも一部まで伸長する端子穴１４と、基材１０の厚み方向に沿って見たときに端子穴１４を形成する複数の接続部材２０のそれぞれの端面２１の少なくとも一部と重なる状態で複数の接続部材２０に対して接続されている金属製の端子１５と、を備えている。
【００３８】
詳細には、基材１０は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）にイットリウム（Ｙ２Ｏ３）を添加した原料からなる焼結体のセラミックスである。
【００３９】
内部電極１３は、基材１０の表面１１と平行に帯状に延在しており、タングステン、モリブデン又はこれらを主成分とする合金からなる平面状電極である。
【００４０】
接続部材２０のそれぞれは、表面１１と平行に延在した板状の部材であり、タングステン、モリブデン又はこれらを主成分とする合金からなるバルク体である。
【００４１】
端子１５は、円柱状を呈し、コバール等の低熱膨張金属合金や、ニッケル、チタン、銅又はこれらを主成分とする合金からなり、接続部材２０にロウ付けによって接合され、接続部材２０と電気的に接続されている。
【００４２】
端子１５と接続部材２０の間には、コバールやタングステン、モリブデン又はこれらを主成分とする合金からなる緩衝部材１６が介在している。端子１５と接続部材２０の間には、複数の緩衝部材１６を重ねて設けてもよく、緩衝部材１６を設けなくてもよい。
【００４３】
端子１５と、端子穴１４を画定する基材１０の内側面１４ａとの間には、隙間１７が形成されている。隙間１７の幅は、０．１ｍｍである。
【００４４】
なお、実施形態では、隙間１７の幅を０．１ｍｍとしたが、これに限定されず、隙間１７の幅は０．０１ｍｍ、０．０５ｍｍ、０．２ｍｍ、０．５ｍｍなど間隙が設けられていればよく、さらには端子１５が内側面１４ａに接触して間隙が０であっても差し支えない。
【００４５】
なお、実施形態では、基材１０は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）にイットリウム（Ｙ２Ｏ３）を添加した原料からなる焼結体のセラミックスとしたが、酸化アルミニウム(Ａｌ２Ｏ３)、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、炭化窒素（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化ジルコニウム(ＺｒＯ２）、チタン酸バリウム(ＢａＴｉＯ３)などのセラミックスとしてもよい。
【００４６】
図１〜図３に示すように、複数の接続部材２０のそれぞれは、円柱を中心軸に沿って４等分に分割した平面視で扇形状の厚さ０．２ｍｍの部材である。電極埋設部材１では、複数の接続部材２０のそれぞれは、基材１０の厚み方向に沿って見たときの複数の接続部材２０のうち端子穴１４を画定する部分の合計の面積Ｓｐと、基材１０の厚み方向に沿って見たときの複数の接続部材２０間の離間距離Ｇと各々の接続部材２０の所定の最大２点間距離Ｌとの比（Ｇ／Ｌ）との関係において、Ｓｐ≧１０ｍｍ２かつ、Ｇ≧１ｍｍかつ、（Ｇ／Ｌ）≧−０．０１×Ｓｐ＋０．４５、の関係を満足するように接続部材２０のそれぞれが配置されている。接続部材２０のそれぞれの厚さTは、０．２ｍｍである。
【００４７】
なお、実施形態では、接続部材２０のそれぞれの厚さTを、０．２ｍｍとしたが、これに限定されず、０．０８ｍｍ、０．１０ｍｍ、０．１３ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．１８ｍｍ、０．２３ｍｍ、０．５ｍｍなど任意の厚みに設定してもよい。
【００４８】
基材１０の厚み方向に沿って見たときの複数の接続部材それぞれの端子穴を画定する部分の面積のそれぞれは等しい。
【００４９】
複数の接続部材２０それぞれの端子穴１４を画定する部分の面積のそれぞれは等しいので、端子１５の膨張による応力を複数の接続部材２０それぞれで均等に分散させて、基材１０に加わる負荷を低減し基材１０にクラックが発生するのを防止することができる。
【００５０】
複数の接続部材２０間の離間距離Ｇのそれぞれは均等であるので、接続部材２０間の隙間で応力を均等に緩和するので、基材１０に加わる負荷を低減し基材１０にクラックが発生するのを防止することができる。
【００５１】
複数の接続部材２０のそれぞれは、等分割した中心角の等しい扇形状であるので、接続部材２０のそれぞれと基材１０間の応力を均等に分散し、基材１０に加わる負荷を低減し基材１０にクラックが発生するのを防止することができる。
【００５２】
なお、Ｓｐ≧１０ｍｍ２かつ、Ｇ≧１ｍｍかつ、（Ｇ／Ｌ）≧−０．０１×Ｓｐ＋０．４５の関係を満たすと以下に示す厳しい条件であっても基材１０にクラックが入らず好ましいが、上記関係を満たさなくてもよく、基材１０と、内部電極１３と、基材１０の表面１１に沿った方向へ相互に離間した状態で内部電極１３に重ねて配置された複数の接続部材２０と、端子穴１４と、複数の接続部材２０に対して接続されている金属製の端子１５とを備えていれば差し支えない。
【００５３】
次に実施形態の電極埋設部材１の作製方法の一例について説明する。まず、絶縁層を形成する。窒化アルミニウム粉末９５質量％、酸化イットリウム粉末５質量％からなる粉末混合物を得て、これを型に充填して一軸加圧処理を施した。これにより、直径３４０ｍｍ、厚さ５ｍｍの第一層を形成した。
【００５４】
次に内部電極１３を設置する。第一層の上に、内部電極１３となる直径２９０ｍｍのモリブデン製の箔（厚み０．１ｍｍ）を載置した。内部電極１３の上にタングステン製、平面視で半径４ｍｍ、厚さ０．２ｍｍ、中心角９０度の扇状の接続部材２０を４つ載せる。接続部材２０間の離間距離Ｇは１ｍｍとする。４つの接続部材２０の群は、１つの基材１０に２０箇所設けた。内部電極１３に接続部材２０のそれぞれを接続するときには、接続部材２０のそれぞれが重ねられることとなる内部電極１３の部分にタングステンペーストなどの導電性部材を塗布する。
【００５５】
次に第二層を成形する。第一層の上に内部電極３及び接続部材２０のそれぞれを覆い隠すようにセラミックス粉末を充填して一軸加圧処理し第二層の成形体とする。
【００５６】
次にヒータ電極を設置する。ウエハ保持装置としての電極埋設部材１自体を加熱する目的で所定のパターンに形成したモリブデンメッシュ（線径０．１ｍｍ、目開き５０メッシュ）からなる発熱抵抗体を配置し、所定のヒータ用端子を接続する位置にヒータ端子用接続部材（タングステンペレット、直径８ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ）を載せる。
【００５７】
次に、焼成前の成形体を形成する。ヒータ電極の上にセラミックス粉末を充填し一軸加圧処理して第三層を形成する。
【００５８】
次に、焼成工程を実施する。焼成工程は、第三層まで積層した積層体を１０ＭＰａの圧力で、焼成温度１８００℃、焼成時間２時間でホットプレス焼成を行い、直径３４０ｍｍ、厚さ２０ｍｍのセラミックス焼結体を得た。
【００５９】
次に焼成後の加工工程を実施する。焼成後の加工工程では、セラミックス焼結体の外面を研削、研磨加工し、絶縁層の厚さ０．３ｍｍ、表面粗さＲａ０．４μｍのウエハ載置面（表面１１）を形成した。
【００６０】
次に端子１５を接続する。焼成後のセラミックス基体の主面１２から各接続部材２０の位置に接続部材２０まで到達するように穴あけ加工（直径８ｍｍ）を行い、主面（裏面１２）から接続部材２０まで達する円柱状の端子穴１４を形成する。端子穴１４を画定する各接続部材２０の上に、Ａｕ−Ｎｉ系のロウ材を介して、直径８ｍｍ、厚み２ｍｍのコバール製の緩衝部材１６を配置する。
【００６１】
次に、緩衝部材１６の上にＡｕ−Ｎｉ系のロウ材を介して直径７．８ｍｍ、長さ２００ｍｍの円柱状ニッケル製給電用の端子１５を配置する。その後、真空炉により１０５０℃で加熱することによってロウ付けを行い、電極埋設部材１を完成させた。
【００６２】
なお、ロウ材には活性金属としてＴｉを添加してもよく、Ａｇ系のロウ材を用いることもできる。
【００６３】
次に、以下の表１の構成とすることで、クラックの発生を良好に抑制できる作用について説明する。
【００６４】
評価方法は、セラミックスの基材１０の端子穴１４の穴径（直径）[ｍｍ]、分割前の接続部材２０の半径[ｍｍ]、基材１０の厚み方向から見た（平面視）の接続部材２０の面積[ｍｍ２]、端子１５接続前における端子穴１４内の平面視の接続部材２０の露出面積Ｓｐ[ｍｍ２]、接続部材２０間距離Ｇ[ｍｍ]、平面視における接続部材２０内の最大２点間距離Ｌ[ｍｍ]、（Ｇ／Ｌ）を、実施例１〜実施例１０、比較例１〜比較例７に対して表１に示すように設定し、試験を行い、基材１０にクラックが発生しないものを表１で「〇」と表記し、クラックが発生したものを「×」と表記した。試験としては、室温から６００℃まで加熱した後、室温まで冷却する温度サイクルを１０回繰り返すサイクリック加熱試験と６００℃で３００時間放置する高温放置試験とをこの順で行った後、目視でクラックの発生の有無を確認するとともに、端子１５の引張強度試験を行いクラックの発生の有無を断面の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ写真）を観察することにより確認した。
【００６５】
下表は、以上の試験結果を示している。
【００６６】
【表１】
2019212668.tif 000003
【００６７】
この表１を参照すると、実施例１〜実施例１０が、クラックが発生せずに合格「〇」となっていることが判る。実施例１１、実施例１２は、この使用条件下では懸念事項があり「△」となっている。実施例１３〜実施例１７は、この使用条件下ではクラックが発生し不合格「×」となっていることが判る。
【００６８】
実施例１１、１２は、電流通過面積が過小となり端子１５部の局所的な発熱が懸念される。実施例１３は、接続部材２０間の離間距離Ｇが小さく応力緩和が十分ではなかった。実施例１４、１５は、円柱形状が分割された各々の接続部材２０の所定の最大２点間距離Ｌが大きく、接続部材２０間の離間距離Ｇが不十分であったため応力緩和が十分にではなかった。実施例１６、１７は、接続部材２０間の離間距離Ｇが小さく応力緩和が十分ではなかった。
【００６９】
以上の結果により、図４に示すように、クラックが発生しない領域について、Ｓｐを横軸、（Ｇ／Ｌ）を縦軸とするグラフから次のことが言える。
【００７０】
複数の接続部材２０のうち端子穴１４を画定する部分の合計の面積Ｓｐと、複数の接続部材２０間の離間距離Ｇと、離間距離Ｇと各々の接続部材２０の所定の最大２点間距離Ｌとの比（Ｇ／Ｌ）との関係において、Ｓｐ≧１０ｍｍ２かつ、Ｇ≧１ｍｍかつ、（Ｇ／Ｌ）≧−０．０１×Ｓｐ＋０．４５、の関係を満足する領域に接続部材２０のそれぞれが配置されることで、上記評価方法の厳しい条件下であってもセラミックスの基材１０にクラックが入らない。
【００７１】
なお、図４中、黒丸点は実施例１〜１０の上記評価方法における合格範囲を示し、白丸点は実施例１１、１２の上記評価方法における懸念事項範囲を示し、四角点は実施例１３〜１７の上記評価方法における不合格範囲を示す。
【００７２】
次に接続部材２０のそれぞれを平面視でみたときの、上記評価方法の厳しい条件下におけるさらなる好適な合格範囲例を図に示す。図５に示すように、基材１０の厚み方向に沿って見たときの複数の接続部材２０のうち端子穴１４を画定する部分の合計の面積Ｓｐと端子穴１４の穴底面積Ｓｈとの比（Ｓｐ／Ｓｈ）を横軸とし、接続部材２０間の離間距離Ｇと各々の接続部材２０の所定の最大２点間距離Ｌとの比（Ｇ／Ｌ）を縦軸とし、上記評価方法の合格範囲に対する平面視の接続部材２０の群を記した。
【００７３】
破線の円は、端子穴１４の穴底面積Ｓｈを示す。領域Ｓ１は、Ｓｐ≧１０ｍｍ２かつ、Ｇ≧１ｍｍかつ、（Ｇ／Ｌ）≧−０．０１×Ｓｐ＋０．４５、かつ、（Ｇ／Ｌ）≦−０．０１×Ｓｐ＋１．０の関係を満足する領域、すなわち上記評価方法におけるさらなる好適な合格範囲を模式的に示す。接続部材２０ａ〜２０ｆ（符号ａ〜ｆのそれぞれは、一つの接続部材２０の群を示す。）は、上記評価方法における合格範囲の接続部材２０を示す。接続部材２０ｇ〜２０ｋ（符号ｇ〜ｋのそれぞれは、一つの接続部材２０の群を示す。）は、上記評価方法における合格範囲の接続部材２０ではないが、上記評価方法の条件とことなる条件では基材１０にクラックが入ることを防止できる接続部材２０である。
【００７４】
比較例の接続部材１００、１０１は、１つの端子穴を画定する接続部材が１つだけである従来の電極埋設部材に適用されていた例であり、厳しい条件下でなくても比較的、セラミックスの基材１０にクラックが入り易い。
【００７５】
横軸の比（Ｓｐ／Ｓｈ）の値が大きくなるほど、複数の接続部材２０の導通が良好となる。縦軸の比（Ｇ／Ｌ）の値が大きくなるほど、電極埋設部材１のクラック耐性が高くなる。
【００７６】
（実施形態２）
次に実施形態２について説明する。図６に示すように、接続部材２０のそれぞれは、板状のリングを中心軸に沿って６等分に分割した部材である。リングをこのように分割した接続部材２０であっても、基材１０（図１参照）の表面１１に沿った方向へ相互に離間した状態で内部電極１３に重ねて配置された複数の接続部材２０であれば、長期間使用してもセラミックスの基材１０にクラックが入ることを防止できる電極埋設部材１とすることができる。
【００７７】
（実施形態３）
次に実施形態３について説明する。図７に示すように、複数の接続部材２０は４個であり、複数の接続部材間の離間距離Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４は、異なる。
【００７８】
複数の接続部材２０間の離間距離Ｇのそれぞれは異なるので、基材１０のクラックが入りやすい場所の離間距離Ｇをクラックが入りにくい場所の離間距離Ｇよりも大きくすることで、クラックが入りやすい場所の接続部材２０と基材１０間の応力を吸収して、基材１０に加わる負荷を低減し基材１０にクラックが発生するのを防止することができる。
【００７９】
（実施形態４）
次に実施形態４について説明する。図８に示すように、複数の接続部材２０のそれぞれは、円板の中心から異なる中心角に分割した扇形状である。また、複数の接続部材２０間の離間距離はそれぞれＧ１、Ｇ２、Ｇ３である。
【００８０】
複数の接続部材２０のそれぞれは、異なる中心角に分割した扇形状であるので、基材１０のクラックが入りやすい場所に小さい中心角の扇形状の接続部材２０を配置することで、接続部材２０と基材１０間の応力を小さくして、基材１０に加わる負荷を低減し基材１０にクラックが発生するのを防止することができる。
【００８１】
（実施形態５）
次に実施形態５について説明する。図９に示すように、複数の接続部材２０のそれぞれは、円板状の部材を平行に４つに分割した形状である。また、複数の接続部材２０間の離間距離はそれぞれＧ１、Ｇ２、Ｇ３である。
【００８２】
このような円板を短冊状に分割することで、基材１０に加わる負荷を低減し基材１０にクラックが発生するのを防止するとともに、接続部材２０の設計自由度を向上することができる。
【００８３】
なお、実施形態では、円板状の部材を平行に４つに分割したが、分割数は２つ、３つ、５つ以上であってもよい。
【００８４】
（実施形態６）
次に実施形態６について説明する。図１０に示すように、複数の接続部材２０のそれぞれは、矩形の板状の部材を平行に３つに分割した形状である。接続部材２０それぞれの分割幅は、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３である。また、複数の接続部材２０間の離間距離はそれぞれＧ１、Ｇ２である。
【００８５】
接続部材２０それぞれの分割幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を調整することで、クラックが入りやすい場所の接続部材２０と基材１０間の応力を小さくして、基材１０に加わる負荷を低減し基材１０にクラックが発生するのを防止することができる。
【００８６】
なお、実施形態では、矩形の板状の部材を平行に３つに分割したが、分割数は２つ、４つ、５つ以上であってもよい。
【００８７】
（実施形態７）
次に実施形態７について説明する。図１１に示すように、複数の接続部材２０のそれぞれは、矩形状の部材を矩形の辺から約４５°傾斜して平行に５つに分割した形状である。また、複数の接続部材２０間の離間距離はそれぞれＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４である。
【００８８】
このような矩形状の部材を短冊状に分割することで、基材１０に加わる負荷を低減し基材１０にクラックが発生するのを防止するとともに、接続部材２０の設計自由度を向上することができる。
【００８９】
（実施形態８）
次に実施形態８について説明する。図１２に示すように、基材１０の厚み方向に沿って見たときの複数の接続部材２０それぞれの端子穴１４を画定する部分の面積のそれぞれは異なる。また、複数の接続部材２０間の離間距離はそれぞれＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４であり、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４は等しい。
【００９０】
複数の接続部材２０それぞれの端子穴１４を画定する部分の面積のそれぞれは異なるので、基材１０のクラックが入りやすい場所に端子穴１４を画定する部分の面積が小さい接続部材２０を配置することで、端子１５の膨張による応力を抑えて、基材１０に加わる負荷を低減し基材１０にクラックが発生するのを防止することができる。
【００９１】
なお、実施形態では、複数の接続部材２０間の離間距離Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４を等しくしたが、離間距離Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４の少なくとも２つ以上が異なるように設定してもよい。
【００９２】
次に、複数の接続部材２０間の隙間にある基材１０の形態について説明する。
【００９３】
図１３に示すように、複数の接続部材２０間の隙間にある基材１０の形状は、例えば十字状である。十字状に延びる各部１０ａの幅は、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４である。十字状に延びる各部１０ａには、溝１０ｂが形成されている。複数の接続部材２０間の隙間に基材１０が完全に充填されている形態に比較して、各部１０ａに溝１０ｂが形成されていることにより、複数の接続部材２０と基材１０間の応力をより一層吸収することができる。
【００９４】
例えば、溝１０ｂは、端子穴１４を形成した後に、複数の接続部材２０間の隙間にある基材１０をレーザ加工することにより形成することができる。
【００９５】
次に以上に述べた構成にすることによる効果について説明する。
【００９６】
本発明の構成によれば、内部電極１３に複数の接続部材２０を分離状態で重ねて配置したので、分離状態の複数の接続部材２０それぞれと基材１０間の応力を小さくし、接続部材２０間の隙間で応力を吸収するので、基材１０に加わる負荷を低減し基材１０にクラックが発生するのを防止することができる。さらに、端子１５を接続する前の状態において、端子穴１４に複数の接続部材２０のそれぞれが少なくとも一部露出するようにしたので、端子１５と内部電極１３の間を複数の接続部材２０で通電することができる。
【００９７】
また、電気的導通性をよくするためには、Ｓｐは一定以上にする必要があり、少なくとも１０ｍｍ２の断面積を確保する必要である。接続部材２０を複数に分割して、離間させて配置するには一定の離間距離Gが必要になる。ホットプレス法で接続部材２０を埋設するにはＧが少なくとも１ｍｍ程度必要になる。更に分割された接続部材２０が近接して配置されると十分な応力緩和効果が得られない。そのために離間距離Gは代表寸法Ｌとの関係で以下の一定の関係にする必要がある。
【００９８】
（Ｇ／Ｌ）≧−０．０１×Ｓｐ＋０．４５
この関係を満たす構成により、さらに厳しい条件下であっても、電気的導通性を確保したうえで、より一層基材１０にクラックが入ることを防止することができる。
【００９９】
なお、実施形態では、複数の接続部材２０のそれぞれを、円板を中心軸に沿って４等分した形状、板状のリング（平面視ドーナツ形状の板）を中心軸に沿って６等分した形状としたが、これに限定されず、円板を２等分、３等分、５等分以上した形状、リングを２等分、３等分、４等分、７等分以上した形状、さらには、円板又はリングを均等に分割するのではなく、円板又はリングを不均等に２分割、３分割、４分割以上したものであってもよい。
【０１００】
さらには、接続部材２０を、図５に示す接続部材２０ａのような端子穴１４の直径よりも小さい直径の円板形状としてもよい。また、接続部材２０ａの直径を大きくし、円板形状をなす接続部材の一部が端子穴１４を画定していてもよい。また、接続部材２０を、平面視で矩形状又は多角形状とし、複数の接続部材２０のそれぞれの少なくとも一部が端子穴１４内に配置されるようにしても差し支えない。
【０１０１】
また、実施例では、３分割以上した複数の接続部材２０間の離間距離Ｇを同一としたが、これに限定されず、３分割以上した複数の接続部材２０間の離間距離Ｇが異なるように複数の接続部材２０を配置してもよい。
【０１０２】
なお、実施形態では、接続部材２０および緩衝部材１６をタングステン、モリブデン又はこれらを主成分とする合金からなるバルク体としたが、これに限定されず、端子１５よりも平均線膨張係数が小さい値の材料を使用すれば、他の一般的な材料であっても差し支えない。
【０１０３】
また、実施形態では、内部電極１３を箔としたが、これに限定されず、平面状の形態であれば、メッシュ状や不織布状など他の形態でもよく、導電性粒子を印刷して得られる塗布層であってもよい。
【０１０４】
また、実施形態では、端子穴径及び接続部材２０の半径を表１に示した値としたが、これに限定されず、端子穴径を５ｍｍ、７ｍｍ、１２ｍｍ等とし、複数の接続部材２０の半径を４．５ｍｍ、５．５ｍｍ、８ｍｍ以上としてもよく、他一般的な直径の値とすることは差し支えない。
【符号の説明】
【０１０５】
１  …  電極埋設部材
１０…  基材
１１…  表面
１２…  主面（裏面）
１３…  内部電極
１４…  端子穴
１５…  端子
２０…  接続部材
２１…  端面
【図１】
2019212668.tif 000004
【図２】
2019212668.tif 000005
【図３】
2019212668.tif 000006
【図４】
2019212668.tif 000007
【図５】
2019212668.tif 000008
【図６】
2019212668.tif 000009
【図７】
2019212668.tif 000010
【図８】
2019212668.tif 000011
【図９】
2019212668.tif 000012
【図１０】
2019212668.tif 000013
【図１１】
2019212668.tif 000014
【図１２】
2019212668.tif 000015
【図１３】
2019212668.tif 000016