(57)【要約】  本発明は、流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック及びその製造方法に関し、より詳しく、第１セラミック基材と、第２セラミック基材とを含み、第１セラミック基材及び第２セラミック基材は、接着層なしに接合されたものであり、第２セラミック基材に接する第１セラミック基材の接合面、第１セラミック基材に接する第２セラミック基材の接合面、又はそれら両面の全てにパターンが形成されたものであり、第１セラミック基材と第２セラミック基材の接合面に沿って形成された０．０１μｍ〜５０μｍの大きさの気孔を含む、流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック及びその製造方法に関する。【選択図】図１
2021506720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１セラミック基材と、
第２セラミック基材と、を含み、
前記第１セラミック基材及び前記第２セラミック基材は、接着層なしに接合されたものであり、
前記第２セラミック基材に接する前記第１セラミック基材の接合面、前記第１セラミック基材に接する前記第２セラミック基材の接合面、又は前記両面の全てにパターンが形成されたものであり、
前記第１セラミック基材と前記第２セラミック基材の接合面に沿って形成された０．０１μｍ〜５０μｍの大きさの気孔を含む、
流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック。
【請求項２】
前記第１セラミック基材のパターン及び前記第２セラミック基材のパターンは、それぞれホール形態、ライン形態、陰刻回路形態、及び前記パターンの複合形態からなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項１に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック。
【請求項３】
前記パターンは、流体が流動可能な流路を形成する、請求項１に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック。
【請求項４】
前記第１セラミック基材及び前記第２セラミック基材にわたって位置するグレーンを含む、請求項１に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック。
【請求項５】
前記第１セラミック基材と前記第２セラミック基材にわたって位置するグレーンの大きさは、０．１μｍ〜１００μｍである、請求項１に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック。
【請求項６】
前記第１セラミック基材及び第２セラミック基材は、それぞれ炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、ＺＴＡ（Ｚｉｒｃｏｎｉａ  Ｔｏｕｇｈｅｎｅｄ  Ａｌｕｍｉｎａ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、菫青石、ムライト及びコーディエライトからなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項１に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック。
【請求項７】
前記第１セラミック基材及び前記第２セラミック基材は、同一物質であり、
異種物質フリーである、請求項１に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック。
【請求項８】
複数のセラミック基材をさらに含み、
前記複数のセラミック基材は、前記第１セラミック基材又は第２セラミック基材上に接着層なしに積層されて接合されたものである、請求項１に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック。
【請求項９】
前記第１セラミック基材及び第２セラミック基材は、それぞれ１ｍｍ〜１００ｍｍの厚さを有する、請求項１に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック。
【請求項１０】
前記接合セラミック全体の厚さは２ｍｍ〜２００ｍｍである、請求項１に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック。
【請求項１１】
バルク（ｂｕｌｋ）の単一セラミック基材対比７０％以上の強度を有する、請求項１に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック。
【請求項１２】
第１セラミック基材の一面及び第２セラミック基材の一面を研磨するステップと、
前記研磨された第１セラミック基材の一面、前記研磨された第２セラミック基材の一面、又は前記両面の全てにパターンを形成するステップと、
前記パターンを形成した第１セラミック基材の一面及び前記パターンを形成した第２セラミック基材の一面に接するように接合するステップと、
を含む流体が流動可能な流路が形成された接合セラミックの製造方法。
【請求項１３】
前記接合するステップにおいて、前記第１セラミック基材のパターン及び前記第２セラミック基材のパターンに応じて、流体が流動可能な流路が形成される、請求項１２に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミックの製造方法。
【請求項１４】
前記接合するステップにおいて、前記第１セラミック基材及び前記第２セラミック基材にわたって位置するグレーンが形成される、請求項１２に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミックの製造方法。
【請求項１５】
前記第１セラミック基材と前記第２セラミック基材にわたって形成されるグレーンの大きさは、０．１μｍ〜１００μｍである、請求項１３に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミックの製造方法。
【請求項１６】
前記接合するステップは、
前記第１セラミック基材の溶融温度の６０％〜９０％の温度範囲と前記第２セラミック基材の溶融温度の６０％〜９０％の温度範囲の重複温度範囲内で行われ、
０．１ｋｇ／ｃｍ２〜１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力条件で行われる、請求項１２に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミックの製造方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の接合セラミック、又は請求項１２に記載の接合セラミックの製造方法によって製造された接合セラミックは、
航空宇宙産業の反射鏡、透視窓及び半導体産業のウェハー固定用真空チャックからなる群から選択された少なくとも１つに適用される、流体が流動可能な流路が形成された接合セラミックを含む部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック及びその製造方法に関し、より詳しく、接着層なしに接合された流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品、バイオマテリアル、耐熱耐摩耗性の構造部品などにおいて、各種のセラミック材料は多方面で利用されている。セラミック材料を利用するとき、セラミック材料が単独で利用されることは例外的であり、セラミック材料間の接合及びセラミック材料と金属材料との接合などを介して活用される。セラミック材料間の接合及びセラミック材料と金属材料との接合は、一般に、エポキシ樹脂などからなる接着剤により行われる。
【０００３】
一方、エポキシ樹脂の接着強度は、２５℃の温度条件である時と比較して、８０℃の温度条件で半分以下に低下する。そのため、既存のセラミック接合は高温環境で使用し難く、接合強度が低いため高温環境で高強度を要求する応用分野において使用することが難しい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述した問題点を解決するためのもので、本発明の目的は、別途の接着層なしに、高温環境で高強度を有する流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック及びその製造方法を提供することにある。
【０００５】
また、接合セラミックに流体が流動可能な流路を形成することで、セラミック基材に発生する熱を冷まし、これにより、本発明の接合セラミックは高温環境で使用することに適する。
【０００６】
しかし、本発明が解決しようとする課題は以上で言及したものなどに制限されることなく、言及されない更なる課題は、下記の記載によって当該の分野当業者にとって明確に理解できるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る流体が流動可能な流路が形成された接合セラミックは、第１セラミック基材と、第２セラミック基材とを含み、前記第１セラミック基材及び前記第２セラミック基材は、接着層なしに接合されているものであり、前記第２セラミック基材に接する前記第１セラミック基材の接合面、前記第１セラミック基材に接する前記第２セラミック基材の接合面、又は前記両面の全てにパターンが形成されたものであり、前記第１セラミック基材と前記第２セラミック基材の接合面に沿って形成された０．０１μｍ〜５０μｍの大きさの気孔を含むことができる。
【０００８】
一側面によると、前記第１セラミック基材のパターン及び前記第２セラミック基材のパターンは、それぞれホール形態、ライン形態、陰刻回路形態及び前記パターンの複合形態からなる群から選択された少なくとも１つを含むことができる。
【０００９】
一側面によると、前記パターンは、流体が流動可能な流路を形成することができる。
【００１０】
一側面によると、前記第１セラミック基材及び前記第２セラミック基材にわたって位置するグレーンを含むことができる。
【００１１】
一側面によると、前記第１セラミック基材と前記第２セラミック基材にわたって位置するグレーンの大きさは、０．１μｍ〜１００μｍであり得る。
【００１２】
一側面によると、前記第１セラミック基材及び第２セラミック基材は、それぞれ炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、ＺＴＡ（Ｚｉｒｃｏｎｉａ  Ｔｏｕｇｈｅｎｅｄ  Ａｌｕｍｉｎａ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、菫青石、ムライト及びコーディエライトからなる群から選択された少なくとも１つを含むことができる。
【００１３】
一側面によると、前記第１セラミック基材及び前記第２セラミック基材は、同一物質であり、異種物質フリーであり得る。
【００１４】
一側面によると、複数のセラミック基材をさらに含み、前記複数のセラミック基材は、前記第１セラミック基材又は第２セラミック基材上に接着層なしに積層されて接合されているものであり得る。
【００１５】
一側面によると、前記第１セラミック基材及び第２セラミック基材は、それぞれ１ｍｍ〜１００ｍｍの厚さを有することができる。
【００１６】
一側面によると、前記接合セラミック全体の厚さは２ｍｍ〜２００ｍｍであり得る。
【００１７】
一側面によると、バルク（ｂｕｌｋ）の単一セラミック基材対比７０％以上の強度を有することができる。
【００１８】
本発明の一実施形態に係る流体が流動可能な流路が形成された接合セラミックの製造方法は、第１セラミック基材の一面及び第２セラミック基材の一面を研磨するステップと、前記研磨された第１セラミック基材の一面、前記研磨された第２セラミック基材の一面、又は前記両面の全てにパターンを形成するステップと、前記パターンを形成した第１セラミック基材の一面及び前記パターンを形成した第２セラミック基材の一面が接するように接合するステップとを含む。
【００１９】
一側面によると、前記接合するステップにおいて、前記第１セラミック基材のパターン及び前記第２セラミック基材のパターンに応じて、流体が流動可能な流路が形成されることができる。
【００２０】
一側面によると、前記接合するステップにおいて、前記第１セラミック基材及び前記第２セラミック基材にわたって位置するグレーンが形成されることができる。
【００２１】
一側面によると、前記第１セラミック基材と前記第２セラミック基材にわたって形成されるグレーンの大きさは、０．１μｍ〜１００μｍであり得る。
【００２２】
一側面によると、前記接合するステップは、前記第１セラミック基材の溶融温度の６０％〜９０％の温度範囲と前記第２セラミック基材の溶融温度の６０％〜９０％の温度範囲の重複温度範囲内で行われ、０．１ｋｇ／ｃｍ２〜１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力条件で行われることができる。
【００２３】
本発明の一実施形態に係る流体が流動可能な流路が形成された接合セラミックを含むアプリケーションは、請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の接合セラミック、又は請求項１２ないし請求項１６のいずれか１項に記載の接合セラミックの製造方法によって製造された接合セラミックを航空宇宙産業の反射鏡、透視窓及び半導体産業のウェハー固定用真空チャックからなる群から選択された少なくとも１つに適用するものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る接合材を使用することなく素材そのもののグレーン成長によって接合されるため、強度に優れ、高温環境で使用可能であり、航空宇宙防衛産業の反射鏡、透視窓、半導体産業のウェハー固定用真空チャックからなる群から選択された少なくとも１つに適用されて用いられることができる。
【００２５】
また、接合セラミックに流体が流動可能な流路を形成することで、セラミック基材に発生する熱を冷まし、そのため、本発明の接合セラミックは高温環境で使用することに適する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る流体が流動可能な流路が形成された接合セラミックを説明するための概念図である。
【図２】本発明の実施形態に係る接合セラミックのＳＥＭ画像（左側）及び本発明の実施形態に係る接合セラミックの接合面を拡大したＳＥＭ画像（右側）である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付する図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明を説明するにおいて、関連する公知機能又は構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不要に曖昧にすると判断される場合にはその詳細な説明は省略する。また、本明細書で使用される用語は、本発明の好適な実施形態を適切に表現するために使用される用語であって、これはユーザ、運用者の意図又は本発明が属する分野の慣例などにより変わり得る。従って、本用語に対する定義は、本明細書の全般にわたった内容に基づいて下されなければならないのであろう。各図面に提示された同一の参照符号は同一の部材を示す。
【００２８】
明細書全体で、ある部材が他の部材「上に」位置しているとするとき、これはある部材が他の部材に接している場合だけではなく、２つの部材間に更なる部材が存在する場合も含む。
【００２９】
明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは他の構成要素を除外するものではなく、他の構成要素をさらに含むことを意味する。
【００３０】
以下、本発明の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミックについて実施形態及び図面を参照して具体的に説明する。しかし、本発明がこのような実施形態及び図面に制限されることはない。
【００３１】
本発明の一実施形態に係る流体が流動可能な流路が形成された接合セラミックは、第１セラミック基材及び第２セラミック基材を含み、第１セラミック基材及び第２セラミック基材は接着層なしに接合されているものであり、第２セラミック基材に接する第１セラミック基材の接合面、第１セラミック基材に接する第２セラミック基材の接合面、又はそれらの両面の全てにパターンが形成されたものであり、第１セラミック基材と第２セラミック基材の接合面に沿って形成された０．０１μｍ〜５０μｍの大きさの気孔を含む。
【００３２】
本発明の一実施形態に係る接合セラミックは、接合面に接合境界線（境界層）が観察されず、接合面に沿って形成された気孔だけを含む。
【００３３】
一側面によると、パターンは、流体が流動可能な流路を形成することができる。
【００３４】
図１は、本発明に係る流体が流動可能な流路が形成された接合セラミックを説明するための概念図である。
【００３５】
図１を参照すると、第１セラミック基材１００と第２セラミック基材２００は接合境界線（境界層）なしに接合面に沿って形成された気孔だけを含む。また、第１セラミック基材のパターン及び第２セラミック基材のパターンに応じて、接合面に流体が流動可能な流路５００が形成される。接合セラミックに流体が流動可能な流路５００を形成することで、セラミック基材に発生する熱を冷まし、これにより、本発明の接合セラミックは、高温環境で使用することに適している。
【００３６】
一側面によると、第１セラミック基材のパターン及び第２セラミック基材のパターンは、それぞれホール形態、ライン形態、陰刻回路形態、及びそれらのパターンの複合形態からなる群から選択された少なくとも１つを含むことができる。但し、これに限定されるものではなく、パターンの形態に応じて、接合面に形成される流路の形態が変わり得る。従って、様々なパターンを第１セラミック基材のパターン及び第２セラミック基材に形成することで、所望する大きさ及び形態を有する流路を形成することができる。
【００３７】
一側面によれば、第１セラミック基材及び第２セラミック基材にわたって位置するグレーンを含むことができる。
【００３８】
本発明に係る接合セラミックは、接合材を使用しない接着層フリー接合セラミックであり、セラミック素材そのもののグレーン成長によって２つのセラミック基材にわたって位置するグレーンが形成される。そのため、本発明に係る接合セラミックは、強度に優れ、高温環境で使用可能である。
【００３９】
一側面によれば、第１セラミック基材と第２セラミック基材にわたって位置するグレーンの大きさは、０．１μｍ〜１００μｍである。
【００４０】
第１セラミック基材と第２セラミック基材は、接合される前にそれぞれの接合面にグレーンを形成している。それぞれの接合面のグレーンの大きさが極めて小さいか、極めて大きい場合、２つのセラミック基材にわたって位置するグレーンが形成されない問題が生じる可能性がある。従って、最終的に生成される第１セラミック基材と第２セラミック基材にわたって位置するグレーンの大きさは、０．１μｍ〜１００μｍであることが好ましい。
【００４１】
一側面によれば、第１セラミック基材及び第２セラミック基材は、それぞれ炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、ＺＴＡ（Ｚｉｒｃｏｎｉａ  Ｔｏｕｇｈｅｎｅｄ  Ａｌｕｍｉｎａ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、菫青石、ムライト及びコーディエライトからなる群から選択された少なくとも１つを含むことができる。但し、これらに限定されることはない。
【００４２】
一側面によれば、第１セラミック基材及び第２セラミック基材は、同一物質であり、異種物質フリーであってもよい。即ち、異種物質を使用せず、本発明の一実施形態に係る接合セラミック素材を機器分析する場合に異種物質が検出されない。
【００４３】
一側面によれば、複数のセラミック基材をさらに含み、それら複数のセラミック基材は、第１セラミック基材又は第２セラミック基材上に接着層なしに積層されて接合されたものであり得る。
【００４４】
このような積層は上述したものと同様に、グレーンの成長によって行われ、複数のセラミック基材のグレーンがそれぞれの境界面にわたって位置するグレーンによって接合される。
【００４５】
一側面によれば、第１セラミック基材及び第２セラミック基材は、それぞれ１ｍｍ〜１００ｍｍの厚さを有する。
【００４６】
一側面によれば、接合セラミック全体の厚さは２ｍｍ〜２００ｍｍであってもよい。
【００４７】
一側面によれば、バルク（ｂｕｌｋ）の単一セラミック基材対比７０％以上の強度を有してもよい。
【００４８】
セラミック基材は、種類に応じて最適な厚さがあり、厚さが薄いか厚ければ、セラミック基材の強度が大きく低下し、壊れやすいという問題が生じる可能性がある。しかし、本発明に係る接合セラミックは、複数のセラミック基材を接合層なしに接合することで、接合セラミック全体の厚さを自由に調節することができ、バルク（ｂｕｌｋ）の単一セラミック基材対比７０％以上の強度を有することができる。
【００４９】
本発明の一実施形態に係る流体が流動可能な流路が形成された接合セラミックの製造方法は、第１セラミック基材の一面及び第２セラミック基材の一面を研磨するステップと、研磨された第１セラミック基材の一面、研磨された第２セラミック基材の一面、又はそれら両面の全てにパターンを形成するステップと、パターンを形成した第１セラミック基材の一面及びパターンを形成した第２セラミック基材の一面が接するように接合するステップとを含む。
【００５０】
一側面によると、接合するステップにおいて、第１セラミック基材のパターン及び第２セラミック基材のパターンに応じて、流体が流動可能な流路が形成されることができる。第１セラミック基材のパターン及び第２セラミック基材のパターンに応じて、流体が流動可能な流路が形成され、流路の大きさ及び形態は、パターンの大きさ及び形態に応じて決定される。
【００５１】
一側面によれば、接合するステップにおいて、第１セラミック基材及び第２セラミック基材にわたって位置するグレーンが形成される。
【００５２】
一側面によれば、第１セラミック基材と第２セラミック基材にわたって形成されるグレーンの大きさは、０．１μｍ〜１００μｍであってもよい。
【００５３】
本発明に係る接合セラミックの製造方法は、接合材を使用しない接着層フリー接合セラミックの製造方法である。より詳しくは、セラミック素材それぞれの一面に存在するグレーンを、可能であれば屈曲することなく研磨した後、研磨された一面を接合する方式に基づいて、２つのセラミック基材の研磨されたグレーン成長により２つのセラミック基材にわたって位置するグレーンが形成される。これにより、強度に優れ、高温環境で使用可能な接合セラミックを実現することができる。
【００５４】
一側面によれば、接合するステップは、第１セラミック基材の溶融温度の６０％〜９０％の温度範囲と第２セラミック基材の溶融温度の６０％〜９０％の温度範囲の重複温度範囲内で行われ、０．１ｋｇ／ｃｍ２ないし１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力条件で行われる。
【００５５】
温度の選択は各素材の溶融温度に比例し、溶融温度の６０％〜９０％が接合する。溶融温度の９０％を超過する温度条件で記接合するステップを行う場合、素材の深刻な変形又は溶融が発生する問題が生じ、６０％未満の温度条件で行う場合は、十分に拡散されず、接合し難いという問題が生じる可能性がある。
【００５６】
一例として、第１セラミック基材の溶融温度が１００℃であり、第２セラミック基材の溶融温度が１２０℃である場合、７２℃〜９０℃の温度範囲内で接合するステップを行うことができる。
【００５７】
更なる一例として、第１セラミック基材及び第２セラミック基材が炭化ケイ素である場合、７００℃〜２５００℃の温度範囲内で、より好ましくは、１７００℃〜２３００℃の温度範囲内で接合するステップを行う。
【００５８】
一方、１００ｋｇ／ｃｍ２を超過する荷重条件で接合するステップが行われる場合、素材の深刻な変形が発生する可能性があり、０．１ｋｇ／ｃｍ２未満の荷重条件では十分に拡散されず、接合し難いという問題が生じる可能性がある。
【００５９】
本発明の一実施形態に係る接合セラミック又は本発明の一実施形態に係る接合セラミックの製造方法によって製造された接合セラミックは、航空宇宙産業の反射鏡、透視窓及び半導体産業のウェハー固定用真空チャックからなる群から選択された少なくとも１つに適用され得る。
【００６０】
特に、航空宇宙産業の反射鏡として、本発明の接合セラミックを使用することができる。航空宇宙産業で使用されるアプリケーションに適用されるセラミック基材は、苛酷な環境条件の内で強度が保持されなければならない。上述したように本発明の接合セラミックは、接合材を使用せず、素材自体のグレーン成長によって接合された接合セラミックであるため、強度に優れ、高温環境で使用可能である。また、セラミック基材の内部に形成された流路を介して冷却水を流してセラミック基材の熱を冷ますことができる。即ち、航空宇宙産業の反射鏡として、本発明の接合セラミックを使用することがとても好ましい。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例及び比較例によって本発明をより詳しく説明する。但し、下記の実施例は本発明を例示するためのものであって、本発明の内容が下記の実施例に限定されることはない。
【００６２】
実施例
グレーンの大きさが約１０μｍであり、厚さが２ｍｍである炭化ケイ素２枚の接合面を研磨し、研磨面にパターンを形成した。
【００６３】
研磨面が向かい合うように積層し、２０００℃の温度と１０ｋｇ／ｃｍ２の荷重で１０時間維持した。
【００６４】
比較例
グレーンの大きさが３ｍｍであり、厚さが２ｍｍである炭化ケイ素２枚の接合面を研磨し、研磨面にパターンを形成した。
【００６５】
研磨面が向かい合うように積層し、２０００℃の温度と１０ｋｇ／ｃｍ２の荷重で１０時間維持した。
【００６６】
図２は、本発明の実施例に係る接合セラミックのＳＥＭ画像（左側）及び本発明の実施例に係る接合セラミックの接合面を拡大したＳＥＭ画像（右側）である。
【００６７】
図２を参照すると、接合された第１炭化ケイ素基材１００及び第２炭化ケイ素基材２００の間に流路５００が形成されていることが分り、接合境界線（境界層）なしに接合されていることが分かる。また、接合面を拡大したＳＥＭ画像（右側）を参照すると、実施例において製造された接合セラミックは、第１炭化ケイ素基材１００及び第２炭化ケイ素基材２００にわたって位置するグレーン３００を含んでいることが分かり、接合境界線（境界層）なしに４００だけが観察されることが分かる。これは、接着材を使用することなく、第１炭化ケイ素１００の基材と第２炭化ケイ素２００の基材が接合されたことを意味する。
【００６８】
一方、比較例において製造された接合セラミックは接合が全く行われていないことを確認した。これは、グレーンの大きさが大き過ぎて拡散が行われないことを意味する。
【００６９】
表１は、本発明の実施例に係る接合セラミック及び接合を行っていないバルク（ｂｕｌｋ）の単一炭化ケイ素基材の強度を示した表である。
【００７０】
【表１】
2021506720.tif 000003
【００７１】
表１を参照すると、本発明の実施形態により炭化ケイ素基材を接合した接合素材は、バルク（ｂｕｌｋ）の単一セラミック基材と比較して、７０％以上の強度を有することが分かる。
【００７２】
また、ＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を介して、本発明の実施形態に係る接合セラミックを分析する場合、選択領域である接合面でケイ素（Ｓｉ）と炭素（Ｃ）の他に異種の物質がないことが確認され、これは接着剤なしに２つの炭化ケイ素基材が接合されていることを意味する。
【００７３】
上述したように実施例が、限定された実施例と図面によって説明されたが、当技術分野で通常の知識を有する者であれば、上記の記載から様々な修正及び変形が可能である。例えば、説明された技術が説明された方法と異なる順に実行されたり、及び／又は説明された構成要素が説明された方法と異なる形態に結合又は組み合せわせられたり、他の構成要素又は均等物によって代替、置換されても適切な結果が達成されることができる。従って、本発明の範囲は、開示された実施形態に限定されて定められるものではなく、特許請求の範囲及び特許請求の範囲と均等なものなどによって定められるものである。
【図１】
2021506720.tif 000004
【図２】
2021506720.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月18日(2020.8.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１セラミック基材と、
第２セラミック基材と、を含み、
前記第１セラミック基材及び前記第２セラミック基材は、接着層なしに接合されたものであり、
前記第２セラミック基材に接する前記第１セラミック基材の接合面、前記第１セラミック基材に接する前記第２セラミック基材の接合面、又は前記両面の全てにパターンが形成されたものであり、
前記第１セラミック基材と前記第２セラミック基材の接合面に沿って形成された０．０１μｍ〜５０μｍの大きさの気孔を含み、
前記第１セラミック基材と前記第２セラミック基材を連結するようグレーンが成長することで前記第１セラミック基材と前記第２セラミック基材とが接合される、
流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック。
【請求項２】
前記第１セラミック基材のパターン及び前記第２セラミック基材のパターンは、それぞれホール形態、ライン形態、陰刻回路形態、及び前記パターンの複合形態からなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項１に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック。
【請求項３】
前記パターンは、流体が流動可能な流路を形成する、請求項１に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック。
【請求項４】
前記第１セラミック基材及び前記第２セラミック基材にわたって位置するグレーンを含む、請求項１に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック。
【請求項５】
前記第１セラミック基材と前記第２セラミック基材にわたって位置するグレーンの大きさは、０．１μｍ〜１００μｍである、請求項１に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック。
【請求項６】
前記第１セラミック基材及び第２セラミック基材は、それぞれ炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、ＺＴＡ（Ｚｉｒｃｏｎｉａ  Ｔｏｕｇｈｅｎｅｄ  Ａｌｕｍｉｎａ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、菫青石、ムライト及びコーディエライトからなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項１に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック。
【請求項７】
前記第１セラミック基材及び前記第２セラミック基材は、同一物質であり、
異種物質フリーである、請求項１に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック。
【請求項８】
複数のセラミック基材をさらに含み、
前記複数のセラミック基材は、前記第１セラミック基材又は第２セラミック基材上に接着層なしに積層されて接合されたものである、請求項１に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック。
【請求項９】
前記第１セラミック基材及び第２セラミック基材は、それぞれ１ｍｍ〜１００ｍｍの厚さを有する、請求項１に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック。
【請求項１０】
前記接合セラミック全体の厚さは２ｍｍ〜２００ｍｍである、請求項１に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック。
【請求項１１】
バルク（ｂｕｌｋ）の単一セラミック基材対比７０％以上の強度を有する、請求項１に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミック。
【請求項１２】
第１セラミック基材の一面及び第２セラミック基材の一面を研磨するステップと、
前記研磨された第１セラミック基材の一面、前記研磨された第２セラミック基材の一面、又は前記両面の全てにパターンを形成するステップと、
前記パターンを形成した第１セラミック基材の一面及び前記パターンを形成した第２セラミック基材の一面に接するように接合するステップと、
を含み、
前記接合するステップにおいて、第１セラミック基材と前記第２セラミック基材の接合は、第１セラミック基材と前記第２セラミック基材にわたってレーンが成長することで形成されたものである、流体が流動可能な流路が形成された接合セラミックの製造方法。
【請求項１３】
前記接合するステップにおいて、前記第１セラミック基材のパターン及び前記第２セラミック基材のパターンに応じて、流体が流動可能な流路が形成される、請求項１２に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミックの製造方法。
【請求項１４】
前記接合するステップにおいて、前記第１セラミック基材及び前記第２セラミック基材にわたって位置するグレーンが形成される、請求項１２に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミックの製造方法。
【請求項１５】
前記第１セラミック基材と前記第２セラミック基材にわたって形成されるグレーンの大きさは、０．１μｍ〜１００μｍである、請求項１３に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミックの製造方法。
【請求項１６】
前記接合するステップは、
前記第１セラミック基材の溶融温度の６０％〜９０％の温度範囲と前記第２セラミック基材の溶融温度の６０％〜９０％の温度範囲の重複温度範囲内で行われ、
０．１ｋｇ／ｃｍ２〜１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力条件で行われる、請求項１２に記載の流体が流動可能な流路が形成された接合セラミックの製造方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の接合セラミック、又は請求項１２に記載の接合セラミックの製造方法によって製造された接合セラミックは、
航空宇宙産業の反射鏡、透視窓及び半導体産業のウェハー固定用真空チャックからなる群から選択された少なくとも１つに適用される、流体が流動可能な流路が形成された接合セラミックを含む部品。
【国際調査報告】
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