(57)【要約】【課題】  導電体と支持部材との物理的および電気的接触が高い精度で防止された、セラミックスと導電体との接合体を提供する。【解決手段】  セラミックスを主成分とする絶縁性の基体と、該基体に被着された第１金属層と、該第１金属層と対向する対向面を有する導電体と、前記導電体の前記対向面に被着された第２金属層と、前記第１金属層と前記第２金属層とを接合する接合層と、を備え、前記第１金属層および前記第２金属層の一方の金属層の一端は、対向する他方の金属層の端部よりも外側に位置し、前記第１金属層と前記第２金属層とが、同一の元素を主成分として含むことを特徴とする、セラミックスと導電体との接合体を提供する。【選択図】図２
2011130826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックスを主成分とする絶縁性の基体と、
該基体に被着された第１金属層と、
該第１金属層と対向する対向面を有する導電体と、
前記導電体の前記対向面に被着された第２金属層と、
前記第１金属層と前記第２金属層とを接合する接合層と、を備え、
前記第１金属層および前記第２金属層の一方の金属層の一端は、対向する他方の金属層の端部よりも外側に位置し、
前記第１金属層と前記第２金属層とが、同一の元素を主成分として含むことを特徴とする、セラミックスと導電体との接合体。
【請求項２】
前記第１金属層は前記基体の一方主面に被着されており、前記第１金属層の一端が、前記基体の前記一方主面の端部と同一位置に位置し、
前記第２金属層の一端が、前記第１金属層の一端よりも外側に位置することを特徴とする請求項１記載のセラミックスと導電体との接合体。
【請求項３】
前記接合層の端面は、
前記基体の一方主面に垂直な仮想直線に対して、略平行であることを特徴とする、請求項２記載のセラミックスと導電体との接合体。
【請求項４】
前記基体の他方主面および側面を覆って前記基体を支持するとともに、前記導電体に高周波電流が印加された際に前記導電体から放射される高周波エネルギーを遮蔽する、筐体状のシールド部材をさらに備えることを特徴とする、請求項２または３に記載のセラミックスと導電体との接合体。
【請求項５】
前記シールド部材は、前記基体の側面を覆う側壁部の端部が、
前記基体の第１金属層に比べて、前記導電体の第２金属層により近いことを特徴とする、請求項４に記載のセラミックスと導電体との接合体。
【請求項６】
前記基体はジルコニアを主成分とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のセラミックスと導電体との接合体。
【請求項７】
前記第１金属層および前記第２の金属層は、ＡｌとＯとをそれぞれ１０質量％以上、かつＡｌとＯとを合計５０質量％以上含むことを特徴とする請求項６記載のセラミックスと導電体との接合体。
【請求項８】
前記接合層は、Ａｕ−Ｃｕを主成分とすることを特徴とする請求項６または７記載のセラミックスと導電体との接合体。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載のセラミックスと導電体との接合体と、
前記導電体に高周波電圧を印加して前記導電体を発熱させる電圧印加手段と、を備えることを特徴とする発熱装置。
【請求項１０】
開閉可能に支持された、生体組織を把持するための一対の挟持部を有し、
前記挟持部によって挟持した前記生体組織を凝固処置するための凝固処置具であって、
前記挟持部は、請求項１〜８のいずれかに記載のセラミックスと導電体との接合体を備え、
前記セラミックスと導電体との接合体が備える前記導電体に印加された高周波電圧によって、把持した前記生体組織を凝固処置することを特徴とする凝固処置具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックスと導電体との接合体、発熱装置、および凝固処置具に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックスと、金属等からなる導電体との接合には、公知のメタライズ技術が広く利用されている。メタライズ技術では一般的に、ペースト等を用いてセラミックスの表面にメタライズ層を形成した後、金属ロウを介して導電体とメタライズ層とを接合している。
【０００３】
近年、例えば手術用処置具など生体関連分野においても、高強度・高耐熱・低汚染材料等を実現できるメタライズ技術が、樹脂接着剤に代わって利用されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、手術用処置具の一例が記載されている。特許文献１の手術用処置具では、金属からなる電極に高周波電極が印加されてこの電極が発熱し、この熱によって生体組織を凝固させている。より微小な部位を高い精度で処置するために、このような手術用処置具の小型化が進展している。処置具の全体的なサイズが小さくなった場合でも、加熱要素は加熱効率を維持するために適切な面積を有している必要がある。このため、処置具の全体的なサイズの小型化にともない、電極等の加熱要素のサイズの割合は相対的に大きくなってきている。
【０００５】
図４（ａ）および（ｂ）は、従来の処置具の加熱要素の近傍を拡大して示す断面図である。かかる処置具は、絶縁性の基体１０２の主面に、金属からなる電極体１０４が、例えばメタライズ接合層１０８を介して接合されている。基体１０２は、金属からなる導電性の支持部材１０６に、側面および底面が覆われている。かかる支持部材１０６は、基体１０２を支持するとともに、電極体１０４に印加された高周波電圧が生体内に漏洩することを抑制している。高周波電圧の漏洩を、より確実に抑制するため、支持部材１０６は基体１０２の側面全体を覆い、側壁部１０７の上面は電極体１０４に近接している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２３３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
基体１０２と電極体１０４とを比較的強固に接合するには、基体１０２と電極体１０４との対向領域に、なるべく広い面積範囲にわたって、例えばメタライズ層と金属ロウ層とが積層された接合層１０８を設けておくことが好ましい。しかし、メタライズ層の端部形状、すなわちメニスカスの形状制御は比較的困難である。
【０００８】
例えば、図４（ａ）に示すように、接合層１０８の端面が電極体１０４に近づくにしたがって内側に傾斜している場合など、基体１０２と電極体１０４との接合強度が比較的弱く、電極体１０４の剥がれが発生し易く、耐久性が比較的低いといった課題が生じる。また、図４（ｂ）に示すように、接合層１０８の端面が、基体１０２の側面よりも外側に広がり、電極体１０４に近づくにしたがって外側に傾斜している場合など、支持部材１０６と接合層１０８とが接触して電気的に短絡し易くなり、製品の歩留まりが低いといった課題がある。本発明は上記問題点に鑑みなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本願発明は、セラミックスを主成分とする絶縁性の基体と、該基体に被着された第１金属層と、該第１金属層と対向する対向面を有する導電体と、
前記導電体の前記対向面に被着された第２金属層と、前記第１金属層と前記第２金属層とを接合する接合層と、を備え、前記第１金属層および前記第２金属層の一方の金属層の一端は、対向する他方の金属層の端部よりも外側に位置し、前記第１金属層と前記第２金属層とが、同一の元素を主成分として含むことを特徴とする、セラミックスと導電体との接合体を提供する。
【００１０】
なお、セラミックスと導電体との接合体と、前記導電体に高周波電圧を印加して前記導電体を発熱させる電圧印加手段と、を備えることを特徴とする発熱装置を提供する。
【００１１】
また、開閉可能に支持された、生体組織を把持するための一対の挟持部を有し、前記挟持部によって挟持した前記生体組織を凝固処置するための凝固処置具であって、前記挟持部は、請求項１〜８のいずれかに記載のセラミックスと導電体との接合体を備え、前記セラミックスと導電体との接合体が備える前記導電体に印加された高周波電圧によって、把持した前記生体組織を凝固処置することを特徴とする凝固処置具を、併せて提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のセラミックスと導電体との接合体は、接合強度が比較的強い。また、セラミックスと導電体との対向領域の範囲に、接合層が高い形状精度で形成されており、導電体と支持部材との物理的、電気的接触が高い精度で防止されている。本発明の発熱装置および凝固処置具は、耐久性が高く、動作信頼性も高い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】(ａ)は本実施形態の凝固処置具の一実施形態の概略斜視図であり、（ｂ）は(ａ)に示す凝固処置具１０の挟持部近傍の一部を拡大して示す概略斜視図である。
【図２】（ａ）は第１挟持体１８ａの概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大して示す図である。
【図３】本実施形態の第１挟持体における、基体の近傍部分を拡大して示す断面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、従来の処置具の加熱要素の近傍を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１(ａ)は本発明の凝固処置具の一実施形態である凝固処置具１０の概略斜視図、図１（ｂ）は、図１(ａ)に示す凝固処置具１０の挟持部近傍の一部を拡大して示す概略斜視図であり、第１挟持体１８ａを拡大して示す図である。
【００１５】
図１(ａ)および（ｂ）に示す凝固処置具１０は、使用者の手指が挿入されるための第１リング部１２および第２リング部１３が設けられた把持部１４と、把持部１４から延びる管状部１６と、管状部１６の先端に設けられた挟持部１８と、を備えた本体部２０と、高周波電源部２１と、を有して構成されている。
【００１６】
把持部１４は、管状部１６に固定された第１リング部１２と、軸支部１５を介して第１リング部１２と接続された第２リング部１３を備えて構成されている。第２リング部１３は、軸支部１５を中心に図中矢印Ａに示す方向に駆動可能に構成されている。
【００１７】
挟持部１８は、第１挟持体１８ａと、第２挟持体１８ｂと、を備えて構成されている。第１挟持体１８ａは管状部１６の先端に固定されている。第２挟持体１８ｂは、軸支部１９を介して第１挟持体１８ａと接続されている。第２挟持体１８ｂは、菅状部１６を通る図示しないワイヤと接続されている。このワイヤは、他方の端が、把持部１４の第２リング部１３と接合されている。本実施形態の凝固処置具では、第２リング部１３が図中の矢印Ａ方向に駆動するのに応じたワイヤの動きによって、第２挟持体１８ｂが、軸支部１９を中心に図中矢印Ｂ方向に開閉駆動するように構成されている。
【００１８】
第１挟持体１８ａおよび第２挟持体１８ｂはそれぞれ、電極体２４を備えている。第１挟持体１８ａおよび第２挟持体１８ｂの電極体２４は、本体部２０の内部を通過する電気ケーブル１７を介して、各々が高周波電源２２に接続されている。本体部２０には、図示しない電源スイッチが設けられており、電源スイッチを操作することで、電極体２４への高周波電流のオン−オフのタイミングを制御することが可能とされている。
【００１９】
凝固処置具１０は、例えば、医療における外科手術などにおいて、次のように使用される。第２挟持体１８ｂの開状態において、第１挟持体１８ａと第２挟持体１８ｂの間隙に血管等の生体組織を配置する。この状態で、第２リング部１３を操作して第２挟持体１８ｂを駆動させて、第１挟持体１８ａと第２挟持体１８ｂとによって、血管等の生体組織を挟持する。この挟持状態で、図示しない電源スイッチを操作し、電極体２４に高周波電圧を印加する。この高周波電圧によって電極体２４自体が発熱するとともに、生体組織にも高周波電流を発生させ、この高周波のエネルギーによって生体組織を凝固させる。凝固処理具１０を用いて凝固させた後に、カッタなどの切断手段を用いて凝固部分を切断することで、出血等を抑えつつ正確に切断作業をすることが可能となる。
【００２０】
図２（ａ）は第１挟持体１８ａの概略断面図であって、図１（ｂ）に示すＸ−Ｘ’線による切断面を示している。図２（ｂ）は（ａ）の一部を拡大して示す図である。第１挟持体１８ａは、セラミックスを主成分とする絶縁性の基体２２と、基体２２の一主面２３と対向する対向面２５を有する電極体２６と、基体２２の一主面２３に被着された第１金属層３２と、電極体２４の対向面２５に被着された第２金属層３４と、第１金属層３２と第２金属層３４との間隙に設けられた金属ロウ層３６（接合層）と、基体２２の側面を覆う側壁部２７を備えた導電性の支持部材２６と、を備えて構成されている。支持部材２６は、管状部１８ａと電気的に接続し、電源部２１と本体部２０とを接続するケーブル等を介して、管状部１８ａともどもグランド状態とされている。
【００２１】
支持部材２６は筐体状であって、内部に配置された基体２２を支持するとともに、電極体２４に供給された高周波電流の漏洩を抑制（シールド）する機能を有する。支持部材２６の側壁部２７は、絶縁基体２２の側面全体を覆っている。側壁部２７の上面２９は、基体２２の一主面２３、および第１金属層３２に比べて、電極体２４の対向面２５により近い位置に配置されている。凝固処置具１０では、支持部材２６の上面２９が、このように電極体２４に近づいており、電極体２４に供給される高周波エネルギーの漏洩が、比較的少なくされている。
【００２２】
基体２２は、例えばジルコニアを主成分とする公知のセラミックスで構成されている。ジルコニアは靱性が比較的高く、挟持部１８に比較的高い応力が作用した場合であっても、割れや欠け等の欠損が生じ難い。基体２２は、例えばアルミナなど公知のセラミックスを主成分としていればよく、特に限定されない。基体２２がセラミックスで構成されていることで、支持部材２６と電極体２４との間の絶縁性は比較的高く、第１挟持部１８ａおよび第２挟持部１８ｂの機械的強度が比較的高くされている。基体２２は、支持部材２６の内側面に、例えば接着剤１３等を介して接合されている。
【００２３】
電極体２４の対向面２５は、基体２２の一主面２３よりも広く、支持部材２６の側壁部２７の上面２９の少なくとも一部と対向している。凝固処理具１０では、電極体２４が十分広い面積を有しているので、把持部１８全体のサイズを比較的小さくしつつ、生体組織に供給する高周波エネルギーや、電極体２４の発熱にともなう熱エネルギーを、比較的高いレベルに維持することを可能としている。本実施形態では、電極体２４は、例えばＭｏ（モリブデン）で構成されている。電極体２４は、例えばＴｉ（チタン）など公知の導電性部材を用いてもよく、特に限定されない。
【００２４】
基体２２の一主面２３に被着された第１金属層３２と、電極体２４の対向面２５に被着された第２金属層３４とは、第１金属層３２と第２金属層３４と、第１金属層３２と第２金属層３４との間隙に設けられた金属ロウ層３６を介して接合されている。第１金属層３２と第２金属層３４とは、同一の元素を主成分として含んでいる。
【００２５】
第１金属層３２と第２金属層３４とが同一の元素を主成分としているので、第１金属層３２と金属ロウ層３６との接合強度と、第２金属層３４と金属ロウ層３６との接合強度とが、略同一の強度を有している。一方の接合強度が極端に弱い場合、凝固処置具の使用中にこの極端に弱い側に応力が集中すると、電極体の剥がれが生じる場合がある。凝固処置具１０では、金属ロウ層３６の上下の接合界面において、接合強度が拮抗しているので、凝固処置具１０にかかる力のかかり方が種々変化した場合でも、電極体の剥がれがより確実に抑制される。
【００２６】
また、第２金属層３４は、電極体２４の対向面２５の全体に被着されており、第１金属層３２は、基体２２の一主面２３の全体に被着されている。すなわち、第１金属層３２の一端は、基体２２の一主面の端部と同一位置に位置している。第１金属層３２の一端が、基体２２の一主面の端部と同一位置に位置しているとは、第１金属層３２の一端と、基体２２の一主面２３の端部との、基体２２の一主面２３に沿った方向の離間距離が、例えば１００μｍ以内、より好ましくは１０μｍ以内、より好ましくは１．０μｍ以内にあることをいう。または、上記離間距離は、第１金属層３２の厚みの５％以内であることをいう。
【００２７】
また、第２金属層３４の一端は、第１金属層３２の一端よりも外側に位置している。第１金属層３２と第２金属層３４とが同一の元素を主成分としており、金属ロウ層３６の、基体２２の側面４２の側の端面４６は、基体２２の側面４２と略平行とされている。金属ロウ層３６の端面４６は、基体２２の一主面２３に垂直な仮想直線に対して、略平行となっている。さらにいえば、基体２２の一主面２３に垂直で、かる基体２２の側面４２を通過する仮想直線Ｌ２に対と、金属ロウ層３６の端面４６とが略平行となっている。基体２２の側面４２を通過する仮想直線Ｌ２と、金属ロウ層３６の端面４６とが略平行である状態とは、図２に示す断面図において、金属ロウ層３６の端面４６のメニスカスの、第１金属層３２側の端点（第１端点５２）と、第２金属層３４側の端点（第２端点５４）とを結ぶ第１仮想直線Ｌ１と、基体２２の側面４２を通過する仮想直線Ｌ２とのなす角の絶対値が、４５度以内であることをいう。
【００２８】
なお、第１仮想直線Ｌ１と第２仮想直線Ｌ２とのなす角は、３０度以内であることが好ましく、さらに好ましくは１０度以内である。本実施形態の凝固処理具１０においては、この第１仮想直線Ｌ１と第２仮想直線Ｌ２とのなす角は、５度以内である。この金属ロウ層３６の、基体２２の側面４２の側の端面４６が、基体２２の側面４２と略平行とされていることで、基体２２の一主面２３全体、および電極体２４の対向面２５の全体にわたってメタライズ層を設けた場合でも、金属ロウ層３６と支持部材２６との物理的・電気的接触が高い精度で防止されるとともに、基体２２と電極体２４との接合強度が比較的強くされている。
【００２９】
すなわち、本実施形態の凝固用処置具１０では、図４(ａ)に示す従来例における剥がれの問題や、図４（ｂ）に示す従来例における物理的・電気的接触の問題が、抑制されている。
【００３０】
本実施形態では、第１金属層３２と第２金属層３４とが同一の元素を主成分としており、金属ロウ層３６の前駆体である金属ロウ層３６の溶融体の、第１金属層３２に対する濡れ性と、この金属ロウ層３６の溶融体の、第２金属層３４に対する濡れ性とが、略同一となっている。このため、第１金属層３２と第２金属層３４との間隙に、金属ロウ層３６の溶融体が濡れ拡がった状態において、電極体２４の対向面２５に沿った広がりの位置は、第１端点５２と第２端点５４とで略同等の位置とすることが可能となっている。本実施形態では、第１端点５２および第２端点５４の位置が、略同じ位置に比較的高い精度で制御されている。
【００３１】
例えば、基体２２をジルコニアで構成し、電極体２４をＭｏで構成した場合、第１金属層３２と第２金属層３４とを、ＡｌとＯとをそれぞれ１０質量％以上、かつＡｌとＯとを合計５０質量％以上含むメタライズ層とし、金属ロウ層３６としてＡｕ−Ｃｕを主成分とする金属ロウ層とすることが好ましい。
【００３２】
図３は、本実施形態の第１挟持体１８ａにおける、基体２２の近傍部分を拡大して示す断面図である。なお、メタライズ層構成や製造方法などは、第２挟持体１８ｂにおいても同様である。本実施形態では、例えばＺｒＯ２を主成分とする基体２２の表面に、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｌ、を主成分とする第１金属層３２が形成されている。本実施形態の基体２２は、例えばＺｒＯ２を主成分とするセラミックスである。ＺｒＯ２は、例えばアルミナからなるセラミック基板と比較して、例えば靭性が強いといった利点を有している。
【００３３】
なお、本実施形態において、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｌ、を主成分とするとは、Ａｇと、Ｃｕと、Ｔｉと、Ａｌと、がそれぞれ５質量％以上含まれ、かつ、Ａｇと、Ｃｕと、Ｔｉと、Ａｌとの合計の含有割合が３０質量％以上であることをいう。
【００３４】
第１金属層３２は、例えば、従来周知の厚膜ペースト法を用い、基体２２の表面に被着させた状態に形成すればよい。具体的には、例えば、Ａｇの粉末とＣｕの粉末とＴｉの粉末とＡｌの粉末とを所定量計量し、エチルセルロースなどのバインダーをテルピネオールなどの有機溶剤で溶剤したビヒクルと、上記の各粉末とをミキサーで混合し、ペーストを作成する。作成したこのペーストを、スクリーン印刷などで基体２２の一主面の全体に塗布し、真空雰囲気で焼成して第１金属層３２を形成すればよい。これら、Ａｇ粉末とＣｕ粉末とＴｉ粉末とＡｌ粉末の配合割合、ひいては第１金属層３２における含有割合は、（４０〜７０）質量％Ａｇ−（１５〜２５）質量％Ｃｕ−（５〜１０）質量％Ｔｉ−（５〜４０）質量％Ａｌが望ましい。
【００３５】
第１金属層３２には、基体２２との境界部分に、主にＡｌとＯとからなる境界層５３が形成されている。主にＡｌとＯとからなる層とは、ＡｌおよびＯがそれぞれ１０質量％以上で、かつＡｌとＯとを合計５０質量％以上含むことをいう。Ａｌの含有割合（質量％）は、例えば走査型電子顕微鏡装置を用いて行う、従来公知のＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分析法）によって求めることができる。例えば、ＥＤＡＸ社製ＰＨＯＥＮＩＸを用い、加速電圧１５ｋＶで各原子に対応するスペクトルを求め、各原子に対応するスペクトル強度から算出することができる。
【００３６】
本実施形態では、境界層５３に、Ａｌが３０質量％以上かつＯが３０質量％以上含まれており、境界層５３はアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とする層となっている。本実施形態では、第１金属層３２と基体２２とが、この境界層５３によって比較的強固に接合されている。また、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）は比較的安定であり、熱処理や雰囲気中の元素による変質が比較的少ない。第１金属層３２の端部１９では、境界層５３が露出している。このため、凝固処置具１０を比較的高温状態で使用した場合でも、境界層５３の露出部分からの反応（酸化や還元など）の進行が抑制されている。
【００３７】
従来広く用いられている、Ａｇ−Ｃｕ―Ｔｉメタライズでは、接合に寄与する活性金属であるＴｉが、金属膜とセラミック基板との接合部分に集中し、この接合部分にＴｉを主成分とする金属層が形成される。このＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉメタライズによれば、金属膜の端部において、Ｔｉを主成分とする接合層が露出している。このため、従来のＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉメタライズ層を高温雰囲気中に配置した場合など、端面におけるＴｉの露出部分から、内部に向けて例えば酸化反応が進行する。従来のＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉメタライズでは、高温雰囲気中に配置した場合、この酸化反応の進行によって接合強度が比較的大きく低減する。本実施形態では、境界層５２が、主にＡｌおよびＯを含んで構成されている。このため、境界層５２の端部が露出していても、この露出部分からの反応（酸化や還元など）の進行が比較的少なく、高温雰囲気中で使用した場合であっても、比較的強い接合強度で比較的長時間使用し続けることができる。本実施形態では、第１金属層３２表面におけるＴｉおよびＣｕの含有率が、１０質量％程度と比較的少なくなっている。
【００３８】
ＴｉやＣｕは、第１金属層３２と基体２２との濡れ性の向上に寄与する一方、比較的酸化し易い。メタライズ基板において、金属膜の表面にＴｉやＣｕが露出していると、この露出部分からも内部に向けて酸化が進行し、第１金属層３２が変質する。また、酸化が進行して第１金属層３２と基体２２との接合部分が酸化すると、第１金属層３２と基体２２との接合強度が低減してしまう。本実施形態では、第１金属層３２表面におけるＴｉおよびＣｕの含有率が、１０質量％程度と比較的少なくなっている。このため、本実施形態のメタライズ基板１０では、第１金属層３２の表面における酸化が比較的少なく、内部に向けた酸化の進行も抑制されている。
【００３９】
また、本実施形態では、第１金属層３２の内部において、ＣｕまたはＴｉの少なくともいずれか一方とＡｌとを含む結晶相１６が分散している。結晶相１６は、第１金属層３２において同一組成が粒状に分布（凝集）した相であって、ＣｕまたはＴｉの少なくともいずれか一方とＡｌとが少なくとも３０質量％以上含まれた相である。第１金属層３２の断面では、例えばＡｇを主成分とした周辺の合金相の面積に対する、結晶相５４の面積の割合が、３０％〜８０％となっている。この結晶相５４は、例えば第１金属層３２の断面を走査型電子顕微鏡で観察することで確認できる。例えば、この電子顕微鏡撮影層を画像処理することで、Ａｇを主成分とした上記周辺の合金相の面積に対する結晶相５４の面積の割合を、比較的容易に算出することもできる。
【００４０】
図３の断面図において、第１金属層３２の最高点を通り基体２２の主面に平行な直線Ｌ１と、基体２２の主面から第１金属層３２の最高点までの８０％の高さ位置を通る、基体２２の主面に平行な直線Ｌ２とに挟まれた領域Ｓにおいて、この結晶相５４の占める面積は例えば２０％未満となっている。この結晶相５４は、第１金属層３２が形成される際、溶融状態の粉末混合体内において、Ａｌが、ＴｉおよびＣｕと反応して生成された相である。この結晶相５４が生成されることで、ＴｉおよびＣｕは、この結晶相５４に集中的に分布する。結果、本実施形態では、第１金属層３２表面におけるＴｉおよびＣｕの含有率が、１０質量％程度と比較的少なくなっている。
【００４１】
ＴｉおよびＣｕは、第１金属層３２と基体２２との接合に寄与するが、本実施形態では、更にＡｌもかかる接合に寄与している。すなわち、第１金属層３２を形成する際、特にＡｌが、基体２２との接合部分における含有割合が大きくなるよう分布する。一方、Ａｌ、Ｔｉ、およびＣｕの、接合に寄与しなかった分はお互いに反応し、第１金属層３２内に結晶相５４が生成される。本実施形態では、基体２２と第１金属層３２とが比較的強固に接合するとともに、第１金属層３２の表面部分からの酸化も比較的少ない。
【００４２】
図２に示すように、本実施形態では、上述の第１金属層３２に、例えばＭｏ合金からなる電極体２４が接合されて形成されている。電極体２４の表面にも、第１金属層３２と同様の、第２金属層３４が設けられている。第２金属層３４は、例えば、従来周知の厚膜ペースト法を用い、電極体２４の表面に被着させた状態に形成すればよい。具体的には、例えば、Ａｇの粉末とＣｕの粉末とＴｉの粉末とＡｌの粉末とを所定量計量し、エチルセルロースなどのバインダーをテルピネオールなどの有機溶剤で溶剤したビヒクルと、上記の各粉末とをミキサーで混合し、ペーストを作成する。作成したこのペーストを、スクリーン印刷などで電極体２４の対向面の全体に塗布し、真空雰囲気で焼成して第２金属層３４を形成すればよい。これら、Ａｇ粉末とＣｕ粉末とＴｉ粉末とＡｌ粉末の配合割合、ひいては第２金属層３４における含有割合は、第１金属層３２と同様、（４０〜７０）質量％Ａｇ−（１５〜２５）質量％Ｃｕ−（５〜１０）質量％Ｔｉ−（５〜４０）質量％Ａｌが望ましい。電極体２４は、例えばＡｕ―Ｃｕロウ材層３４を介して、Ｎｉメッキ層２２と接合されている。
【００４３】
Ａｕ−Ｃｕロウ材は、融点が約９９０℃と比較的高く、基体２２と電極体２４とがＡｕ−Ｃｕからなる金属ロウ層３６を介して接合された第１挟持体１８ａは、例えば１００度
以上の温度で使用しても、金属ロウ層の溶融が殆どない。
【００４４】
ただし、基体２２と電極体２４とが金属ロウ層３６を介して接合された第１挟持体１８ａを作製するには、ロウ付けの際に、Ａｕ−Ｃｕロウ材が溶融する比較的高い温度まで加熱する必要がある。上述のように、第１金属層３２および第２金属層３４は比較的酸化し難く、Ａｕ−Ｃｕロウ材による接合の際、比較的高い温度に加熱した場合であっても、第１金属層３２と基体２２との接合強度は、比較的高い強度に維持される。また、Ａｕ−Ｃｕロウ材の耐熱性が高いとともに、第１金属層３２は比較的酸化され難いので、第１挟持体１８ａを比較的高い温度で使用した場合であっても、基体２２と第１金属層３２との接合強度は比較的高く維持される。
【００４５】
このように、本実施形態では、基体２２と電極体２４とが、比較的高い接合強度で接合されている。
【００４６】
本実施形態の第１挟持体１８ａは、例えば以下に示す方法で作製すればよい。まず、例えばＺｒＯ２を主成分とする基体２２を準備し、この基体２２に第１金属層３２を形成する。また、電極体２４の表面に第２金属層３４を形成する。
【００４７】
このメタライズ処理では、例えば、Ａｇの粉末とＣｕの粉末とＴｉの粉末とＡｌの粉末を所定量計量し、エチルセルロースなどのバインダーをテルピネオールなどの有機溶剤で溶解したビヒクルと上記粉体をミキサーで混合し、ペーストを作成する。次に、スクリーン印刷法など公知の方法をもって、このペーストを基体２２表面および電極体２４の表面に塗布する。その後、真空雰囲気で焼成して、第１金属層３２および第２金属層３４を形成する。この際、約１．０×１０−５Ｐａの真空雰囲気で、９００〜１０００℃で３０分熱処理を行う。ＡｇとＣｕとＴｉの比率は従来公知のＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系の比率、例えば、７０質量％Ａｇ−２０質量％Ｃｕ−１０％Ｔｉを用いればよい。
【００４８】
第１金属層３２を形成する際にペーストに含有させるＡｌ粉末の質量％は、上記各粉末の全重量に対し、例えば５．０質量％以上であることが好ましい。Ａｌの粉末が５．０質量％以上であれば、第１挟持体１８ａを高温雰囲気中に配置して使用した場合においても、基体２２と第１金属層３２とが接合された第１挟持体１８ａを、比較的長い時間、比較的高い接合強度で維持しておくことができる。
【００４９】
また、Ａｌ粉末の質量％は、粉末の全重量に対し、例えば４０質量％未満であることが好ましい。粉末の全重量に対するＡｌ粉末の割合を、４０質量％未満とすると、熱処理前および熱処理後の双方において、接合強度の大きさを比較的大きくすることができる。
【００５０】
また、第１金属層３２の厚みは、１０〜１００μｍであることが好ましい。第１金属層３２の厚みが１０μｍであれば、基体２２と第１金属層３２との境界部分に、充分な量および密度の境界層５３が形成され、基体２２と第１金属層３２との接合強度を比較的高いものとすることができる。また、第１金属層３２の厚みを１００μｍ未満とすることで、第１金属層３２と基体２２との接合強度を比較的高くすることができる。
【００５１】
次に、Ａｕ−Ｃｕロウ材を用いて、電極体２４と基体２２とを接合する。接合した構造体を、支持部材２６の凹部内に接着剤等を用いて固定し、第１挟持体１８ａを得る。
【００５２】
この際、例えば、厚みが５０〜１００μｍ程度のＡｕ−Ｃｕ箔を第１金属層３２の上に配置し、その上に電極体２４を配置して例えばカーボンからなる治具で固定する。このように治具で固定した状態で、例えば約１．０×１０−５Ｐａの真空雰囲気で、９００〜１１００℃で３０分熱処理を行い、金属ロウ層３６を介して金属基板２６が接合された接合体２０を得る。
【００５３】
以上、セラミックスと導電体との接合体、発熱装置、および凝固処置具について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００５４】
１０  凝固処置具
１２  第１リング部
１３  第２リング部
１４  把持部
１６  管状部
１８  挟持部
１８ａ  第１挟持体
１８ｂ  第２挟持体
１９  ワイヤ
２０  本体部
２１  高周波電源部
２２  基体
２３  一主面
２４  電極体
２６  支持部材
２７  側壁部
２９  上面
３２  第１金属層
３４  第２金属層
３６  金属ロウ層（接合層）
５２  第１端点
５３  境界層
５４  第２端点
【図１】
2011130826.tif 000003
【図２】
2011130826.tif 000004
【図３】
2011130826.tif 000005
【図４】
2011130826.tif 000006