JP2004518252A - 小型ｘ線装置とその製造方法 - Google Patents

Abstract

小型Ｘ線装置のための発生器は、絶縁シェル、アノードとカソードを有する。該絶縁シェルは、円錐蝋付け面前記絶縁シェルは、円錐蝋付け面（アノードの蝋付け面に蝋付けする）を有する。前記蝋付けは、純粋チタン層と純粋錫層からなる。蝋付けの間、純粋金属は、反応し、絶縁シェルに接合し、純粋層間にチタンー錫合金層を形成する。
純粋錫は、錫パッタリングターゲットから、カソードキャップとアノードの露出された蝋付け面に、スパッタされる。
前記絶縁シェルは、蒸着装置の真空チャンバ内に配置される。該蒸着装置は、活性化した金属を前記シェルの蝋付け面に蒸着させる。
蝋付けオーブン内では、前記アノードは、前記絶縁シェル内に配置され、前記アノードの円錐蝋付け面と絶縁シェル円錐蝋付け面が接触して相互に揃えられる。
蝋付けする間、カソードは、絶縁シェルと接触する。前記シールされた発生器は、スパッタリング機械の真空チャンバに配置される。金属は、スパッタリングターゲットからスパッタされ、絶縁シェルの外部に金属層を形成する。

Description

【０００１】
（発明の背景）
（発明の属する技術分野）
本発明は、広くは、小型Ｘ線装置に関するものである。更に具体的にいえば、本発明は、Ｘ線カテーテルに関する。更に特定すれば、本発明は、電極と絶縁物質との間の蝋付けジョイント（ａ ｂｒａｚｅ ｊｏｉｎｔ）を持つＸ線装置に関する。
【０００２】
（背景技術）
心臓血管疾病は、何百万の人を苦しめており、心臓発作、死をもたらしている。多くの心臓血管疾病の一つの共通した特徴は、狭窄、又は、動脈壁厚、静脈壁厚、血管内の血液流の減少である。血管形成技術が進歩し、閉塞動脈が、バイパス手術に頼ることなく再生できるようになった。しかし、多くのケースでは、動脈は、血管形成過程を経て、再び閉塞される。この血管壁の再厚は、再狭窄（ｒｅｓｔｅｎｏｓｉｓ）として知られている。再狭窄が起こると、しばしば、２次血管形成手術と最終的なバイパス外科手術が必要になる。バイパス手術は、開胸が必要であり、そのため、感染、知覚麻痺（ａｎｅｓｔｈｅｓｉａ）、心機能不全の危険をもたらし、患者にストレスを与える。
【０００３】
再狭窄治療法の一つは、小型Ｘ線装置を用いて、血管と他の人体の空腔（ｃａｖｉｔｙ）を照射する方法である。Ｘ線カテーテルは、同軸ケーブル及び、前記ケーブルの端部に接続する小型Ｘ線発生器を備える。同軸ケーブルの隣接端部は、高圧電源に接続している。Ｘ線発生器は、絶縁耐力の極めて高い絶縁体からなる小型シェル（チューブ）に搭載されるアノードとカソードのアセンブリを有する。典型的には、アノードは、プラチナ、タングステン、又は他の重金属からなる。
【０００４】
前記Ｘ線発生器を動作させるには、高圧を両電極間にかける。高電界がカソード表面に発生し、電子の電界放出が起こる。発生した電子は、電界で加速され、アノードに衝突する。電子がアノードに衝突すると、Ｘ線エネルギーが生成され、放射される。前記放射が起こるのは、高速電子が、アノード物質の正に荷電した核近くを通過し、速度を減速したり、停止する時、又は、飛来電子がアノード原子と衝突したり、アノード核付近で電子を軌道を外して打ち出し、該打ち出された電子を他の電子で置換する時である。
【０００５】
Ｘ線を適正に発生するために、高電圧源が、カテーテルに１５−３０ｋＶ範囲の電圧を及び１０〜１００μＡ範囲の電流を供給する。冠動脈アプリケーション（ｃｏｒｏｎａｒｙ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）について、Ｘ線発生器の外径は、１．００−１．２５ｍｍ程度の小ささである。このため、特定の材料性質・特性が、前記発生器に対して望ましい。
【０００６】
Ｘ線を発生するカテーテルのシェルに使用される材料は、超高絶縁耐力（１２０−２００ｋＶ／ｍｍ）、高電気抵抗率（１０^１５Ω−ｃｍ）、ガス不透過性、中程度の機械強さを有する必要がある。蝋付けプロセスは、前記シェルをアノードに接合する。信頼性高くアノードと接合するためには、前記シェル材料は、アノードと前記蝋付け層（前記アノードと前記シェル）の熱膨張係数（ＣＴＥ）に近い熱膨張係数を有しなければならない。最後に、前記シェル材料は、エネルギー範囲が１０−２０ｋＶのＸ線の低中位の吸収力を持つべきである。こうすると、材料は、比較的軽い重量の元素から構成される。
【０００７】
前記シェルは、アノードとカソードまで密閉する必要がある。典型的には、これは、蝋付けプロセスを使って行われる。シェルとカソードとのジョイントは比較的簡単にでき、突合せ継手（ｂｕｔｔ ｊｏｉｎｔ）を使うことができる。前記カソードは、該シェルの外側の電気的に金属被覆に接続されており、電圧は、該ジョイントに、又は、該ジョイントを介して印加されていない。
【０００８】
しかし、シェルとアノードとのジョイントは、更に難しい。アノードは、該シェルの内部に配置しなければならず、該ジョイントは、シェルの外表面とアノードの間の高電圧に耐えることができなければならない。該ジョイントは典型的には、１００から１５０ｋＶ／ｍｍの電界に曝される。この強電界は、材料自身のみならず、該ジョイントの品質にも複数の極めて厳しい条件を課すことになる。例えば、蝋付け層に形成される空洞（ｖｏｉｄｓ）は、電界を増大し、ひいては、絶縁破壊を引き起こす。又、蝋付けの尖端（ｓｈａｒｐ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｂｒａｚｅ）又は過剰蝋付けのスピル（ｓｐｉｌｌ ｏｆ ｅｘｃｅｓｓ ｂｒａｚｅ）は、電界を増大させ、又、絶縁破壊を引き起こす。
【０００９】
空洞、尖端又はスピルを回避する為に、蝋付け材料が蝋付けエリアを越えて流れないことが重要である。カテーテルＸ線用発生器の蝋付けは、蝋付けジョイントで使うことができる材料の量に事実上制限を課す。このように、蝋付けジョイントで使用する材料の量は、入念にコントロールする必要がある。従来は、蝋付け予備形成物を、蝋付けプロセスに先立ち形成し、蝋付け表面に配置する。しかし、厚さ２５ミクロン前後の蝋付け予備形成物（ｂｒａｚｅ ｐｒｅｆｏｒｍｓ）を製造することは困難であるから、蝋付けジョイントに使う蝋材料の量は、通常、蝋材料の必要量を超える。このように、オーバーフローとスピルは、カテーテル発生器を蝋付けするときには、通常あり得る。結果、使用中に、電界が増大し、最後には絶縁破壊が起こる。
【００１０】
更に、超小型蝋付け予備形成物を使ってのＸ線発生器の大量生産は、実行困難である。なぜならば、各蝋付け予備形成物は、別々にカテーテル発生器の蝋付け表面に配置しなければならないからである。これは、時間がかかると共に、難しいプロセスである。
【００１１】
蝋付けには現在二つのやり方がある。即ち、メタル蝋付けと非メタル蝋付けである。メタル蝋付けは、高融点を持つ２つの金属間に、溶融しやすい金属を配置するものである。低融点金属が液化するまで、金属は熱せられる。溶融している間、第１の金属は、第２金属層と接合し、蝋付けが形成される。熱せられた複数切片が冷却すると、これらの切片は、融合し、一体になる。
【００１２】
第２の蝋付けは、非金属に対するものである．このタイプの蝋付けは、活性金属（チタン又はジルコニウム）を蝋材料に加えて、非金属材料（例えば、クォーツ又はアルミナ）を金属に蝋付けする。活性金属は非金属に引き寄せられ、反応し、化学結合（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｂｏｎｄ）を起こす。この蝋付けプロセスは、活性蝋付け（ａｃｔｉｖｅ ｂｒａｚｉｎｇ）といわれる。活性蝋付けには、通常高温が必要である。高温により、活性金属を液化させ、又は、溶解させ、活性金属と非金属との間の反応を可能にする。クォーツとアルミナは、活性金属を使って蝋付けされる非金属の例である。
【００１３】
従って、ここで必要なことは、非金属表面との強い化学結合を生み出す蝋付けの低温方法である。更に、必要なことは、蝋付けジョイントに使う蝋材料の量をコントロールしながら、カテーテルＸ線発生器をバッチ生産するための簡単な方法である。
【００１４】
（本発明の概要）
本発明は、絶縁シェルと、アノード、カソードを含む小型Ｘ線装置のための発生器、及び、このような発生器を製造するための方法に係るものである。前記絶縁シェルは、円錐蝋付け面（アノードの蝋付け面に蝋付けする）を有する。前記蝋付けは、純粋チタン層と純粋錫層からなる。蝋付けの間、チタンは溶解し、シェルに接合し、チタン−錫合金層を形成する。
【００１５】
本発明の方法は、アノードとソードを、スパッタリング装置の真空チャンバに配置するステップを含む。純粋錫は、錫パッタリングターゲットから蝋付け面に、スパッタされる。
【００１６】
前記絶縁シェルは、アークイオン蒸着装置の真空チャンバ内に配置される。該アークイオン蒸着装置は、磁気的に範囲を制限されたチタンプラズマのプラズマ流を放射する。該プラズマは、露出されたシェル蝋付け面に付着する。
【００１７】
前記絶縁シェルは蝋付けオーブンの真空チャンバ内に配置される。前記アノードは、前記絶縁シェル内に配置され、前記アノードの円錐蝋付け面と絶縁シェル円錐蝋付け面が接触して相互に揃えられる。
【００１８】
蝋付け温度４５０−７５０℃で、カソードは、絶縁シェルと接触する。前記オーブン温度は、緩慢に室温に降下し、前記シールされた発生器は、アンロードされる。
【００１９】
最後に、前記シールされた発生器は、スパッタリング機械の真空チャンバに配置される。金属は、スパッタリングターゲットからスパッタされ、絶縁シェルの外部に金属層を形成する。
【００２０】
本発明の、前に述べた及び他の特徴及び利点は、以下の、図面に図示された、特に本発明の好ましい実施例の具体的な説明から明らかである。
【００２１】
（本発明の詳細な説明）
図面を参照しながら、本発明の好ましい実施例について、説明する。同一参照数字は同一構成要素を指すか、又は機能的に類似した構成要素を指す。特定の実施例で、本発明を説明するが、これは、単に説明を目的にしたものであることに留意すべきである。当業者は、種々の修正、変更、置換を、本発明の考え方から逸脱しない範囲で行えることを理解するであろう。
【００２２】
図１には、一般的な小型Ｘ線発生器１００が図示されている。トロカール（套管針：ｔｒｏｃａｒ）又はイントロジューサを使って、患者の血管又は他の空洞に、Ｘ線発生器１００を導入する。Ｘ線発生器１００は、絶縁シェル１１０、アノード１２０、カソード１３０とカソードキャップ１３２を有する。絶縁シェルは、第１の端部１１７と第２の端部１１９を有する。絶縁シェル１１０は、超高絶縁耐力（１２０−２００ｋＶ／ｍｍ）と高抵抗率（１０１５Ω−ｃｍ）、ガス不透過性、中程度の機械強さを持つ材料で構成されることができる。絶縁シェル１１０は、アノード１２０の熱膨張係数（ＣＴＥ）に近い熱膨張係数を持つ必要がある。最後に、前記シェル材料は、エネルギー範囲が１０−２０ｋＶのＸ線の低・中位の吸収力を持つべきである。このように、材料を、比較的軽い重量の元素から構成すべきである。結晶質クォーツとダイアモンドは、両者ともこの条件を満たし、絶縁シェルのよい材料である。アノード材料として、タングステンが好ましいが、プラチナ、金又はその他の重金属もアノード向きの材料である。
【００２３】
絶縁シェル１１０は、金属被覆１１４で被覆されており、これは、カソードキャップ１３２と同軸ケーブル（図示しない）のブレード（ｂｒａｉｄ）との間に電気的接続を提供する。金属被覆１１４は、当業者が知るどのような非腐食性導電金属であってもよいが、好ましくは、銀である。
【００２４】
患者の身体の外側で、ケーブルは引き戻し装置（ｐｕｌｌ ｂａｃｋ ｄｅｖｉｃｅ）に固定される。この引き戻し装置は、放射を所定長さで提供するためのものであって、血管又は人体の空腔に沿って、前記発生器を移動させるためのケーブルを引くのに使用することができる。
【００２５】
カソードキャップ１３２は、カソード１３０に、カソード接合１３６の位置で、関連技術分野の当業者に公知の方法を使って、蝋付け又は接合されている。該カソード接合１３６は、カソードキャップ１３２とカソード１３０の間の電気的接続を提供する。
【００２６】
カソードキャップ１３２のキャップ蝋付け表面１３４は、シェル蝋付け面１１６に合うように揃えられている。絶縁シェル１１０は、円錐状の蝋付け面１１２を有し、アノード１２０の円錐状アノード蝋付け面１１２に、円錐状蝋（ａ ｃｏｎｉｃａｌ ｂｒａｚｅ）１４２で蝋付けされている。アノード１２０は、同軸ケーブルの内部配線に電気的に接続され、回路を形成している。
【００２７】
使用状態では、カソード１３０は、絶縁シェル１１０の内部空間１１８に収納されている。内部空間１１８は、真空状態に保持されている。高電圧が同軸ケーブルのブレード部分を通して、メタル被覆１１４にかかる。該電圧は、金属被覆１１４から電気的に接続されたカソードキャップ１３２を介して、カソード１３０に伝えられる。この印加される電圧により、カソード１３０の周囲に、電界が生成され、カソード１３０が電子放出を行う。放出された電子は、真空を通って、アノード方向へ飛行する。電子がアノードに近づくにつれ、正に荷電した核（アノード物質の）により偏向され、エネルギーを消失し、Ｘ線バンドへバンド周波数を変化する。
【００２８】
円錐蝋１４２は、金属被覆１１４（絶縁シェル１１０の外表面上の）とアノード１２０間の極めて高い電界に置かれている。前記電界は、典型的には、約１００―１５０ｋＶ／ｍｍである。高電界の場合、円錐状蝋１４２は、空洞又は尖端を含まないことが重要である。何故なら、空洞又は尖端があると、電界を増大させ、絶縁破壊に導く可能性があるからである。蝋付けの空洞の防止と尖端を作るスピルの防止は、蝋材料の量とジョイントの空間（満たされるべき）の両方を注意深くコントローるすることにより行われる。
【００２９】
好ましい実施例において、絶縁シェル１１０は、結晶質クォーツである。クォーツのα→β遷移温度は５７３℃である。クォーツが熱せられ、遷移温度を経て冷却された場合は、潜在的破壊的な変位型転移が起こる。このように、結晶質クォーツの蝋付けは、この遷移温度付近又は以下の温度で、行われることが好ましい。更に、この低い蝋付け温度は、蝋付けジョイントで生成される熱ストレスを、許容可能レベルに維持するのに役立つ。しかし、異種材料間にはＣＴＥ（熱膨張係数）ミスマッチがあるため、クォーツ・金属ジョイン部には、熱ストレスが、常に存在する。
【００３０】
結晶質クォーツの蝋付けは、又、７５０℃迄の遷移温度以上の温度で、成功裏に行うことができる。この場合、しかし、前記シェルの破壊を最小にするためには、二つの条件を満たす必要がある。第１は、前記クォーツシェルを作成するには、シェルの長手方向軸は、クォーツ結晶質のｃ軸に平行である必要がある。第２の条件は、蝋付けサイクルの終わりで、アセンブリを極めて緩慢に、一分当り、１―５℃のレートでクールダウンを行うことが好ましい。
【００３１】
図２に、円錐蝋付け部１４２のエリアをクローズアップして、詳細に示す。絶縁シェル１１０は、結晶質クォーツ（この実施例において）からなり、純粋チタン層２１０を、それに付着させたものである。アノード１２０は、それに、純粋錫層２１２を付着させたものである。チタン層２１０と錫層２１２の間には、チタン錫合金層２１４がある。
【００３２】
円錐蝋付け部１４２を製造する際には、電気エネルギー場を高め、絶縁破壊を引き起こすような空洞が発生しないように、蝋付けにスピル又は尖端が発生しないようにすることが重要である。本発明の方法が提供する、丸いエッジ（以下に説明する）を持つリップ（ｌｉｐ）又はメニスカス（ｍｅｎｉｓｃｕｓ）２４０により、このような尖端及びスピルが、回避することが可能になる。蝋付けを行う方法、並びに蝋付けのユニークな性質について、図３−６を参照しながら、以下に詳細に説明する。
【００３３】
図３は、スパッタリング装置３００の実施例を示す。スパッタリング装置３００は、関連技術分野で知られた、どのようなスパッタリング装置であってもよい。一つの実施例においては、スパッタリング装置３００は、アナテク社（Ａｎａｔｅｃｈ Ｌｔｄ．，Ｓｐｒｉｎｇｆｉｅｌｄ，ＶＡ．）のプレーナ・マグネトロン・スパッタリングユニットである。スパッタリング装置３００を使用する前に、カソード１３０とカソードキャップ１３２は、当業者に公知の標準的蝋付け方法を使って、蝋付けされている。
【００３４】
アノード１２０とカソード１３０は、カソードキャップ１３２と共に、スパッタリング装置３００の真空チャンバ内に配置される。マスク３１０を、アノード１２０とカソード１３０（カソードキャップ１３２を持つ）の上に適切に被せる。カソードキャップ蝋付け面１３４と円錐アノード蝋付け面１２２は、露出される。純粋錫３１２は、錫スパッタ・ターゲット３０２から、露出したカソードキャップ蝋付け面１３４とアノード蝋付け面１２２の上に、スパッタされる。アノード１２０とカソード１３０の他の表面は、適切に被われているので、錫３１２は、それら表面に付着できない。
【００３５】
重要なことは、錫の適切量が蝋付け面にスパッタされ、錫のオーバーフロー又はランニングが防止されることである。前記したように、過剰材料は、使用時に、生成される電界を高くし、結果、絶縁破壊を引き起こす可能性がある。錫の適正量は、蝋付け材料が満たす空間容積を計算して、チタンが満たす容積を差し引くことにより、知られる。これらのことは、当業者には、明らかである。容積（ｖｏｌｕｍｅ）は、製造許容値量（ｖｏｌｕｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｔｏｌｅｒａｎｃｅｓ）と表面粗さユトリ（ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）の和である。この実施例においては、錫層が２０−５０マクロメータの厚さになるまで、錫は、露出したキャップ蝋付け面１３４と円錐アノード蝋付け面１２２に付着する。
【００３６】
カソードキャップ蝋付け面１３４と円錐アノード蝋付け面１２２上に、所望の錫層厚みまでスパッタを行った後、アノード１２０とカソード１３０は、カソードキャップ１３２と共に、スパッタリング装置から取り出される。
【００３７】
図３には、二つのカソードと二つのアノードのみ図示されているが、何百迄のカソードとアノードを真空チャンバに配置し、同時処理を行ってもよい。
【００３８】
図４には、チタン付着装置（ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｐｐｌｉｃａｔｏｒ）４００の実施例を示す。付着装置４００は、当業者に明らかな、どのような高エネルギー蒸着装置であってもよい。本発明を実施する為に適した高エネルギー蒸着装置の一つの例は、陰極アークイオン装置（ｃａｔｈｏｄｉｃ ａｒｃ ｉｏｎ ａｐｐａｒａｔｕｓ）、例えば、ＩＳＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ｐｏｗａｙ，ＣＡ）社製のＦｏｃｕｓ Ｃａｔｈｏｄｉｃ Ａｒｃ Ｓｏｕｒｃｅ， ＦＣＡ １００ である。
【００３９】
本発明によれば、絶縁シェル１１０は、装置４００の真空チャンバ内に設置される。図４に示すように、その構成に依存するが、絶縁シェル１１０は、マスク４１０でカバーされ、シェルの円錐蝋付け面１１２だけが残され、シェル蝋付け面１１６は露出される。図示の実施例においては、シェルの円錐蝋付け面１１２の一つとシェルの蝋付け面１１６だけが、所与の時間、露出される。しかしながら、当業者に明らかであるが、両端のどちらかを最初に露出し、次に残りの端部を露出するやり方でもよいし、又は、両端を同時に露出するやり方でもよい。
【００４０】
付着装置（図示しない）は、磁気的に範囲制限されたチタンプラズマ４０２を放射する。プラズマは、露出されたシェル蝋付け面１１６とシェル円錐蝋付け面１１２に付着する。チタンプラズマは、約７５ｅＶのイオンエネルギーを有する。このように、このプラズマは付着に適しており、高いアスペクト比で開口内部の深い領域に到達する。プラズマは、流動性に関し、独特の特徴を有している。ガスと同様に、プラズマは、典型的なスパッタが通過できない領域を通過することができる。従来のスパッタリング技術では、高結合エネルギーとこのような領域での蒸着を提供できない。これは、従来のスパッタリング技術では、放射する粒子は、全方向に放射されるが、直線状に飛行するからである。このように、従来のスパッタリング技術では、チューブ状要素のアスペクト比が増加するにつれて、単一粒子が、内部壁面に接触するよりむしろ、チューブ状要素の中へ深く飛行するチャンスが減少するからである。しかし、流動性があるため、チタンプラズマは、絶縁シェルの内部表面に到達し、シェルの円錐蝋付け面１１２を被覆することが可能になる。
【００４１】
なお、シェルの円錐蝋付け面１１２の円錐プロファイルにより、表面上に蒸着を行うことが、容易になる。円錐表面１１２は、絶縁シェル１１０の円筒内部から延長している為、プラズマ４０２は、前記表面に到達し、前記円錐表面にチタンを蒸着することができる。このように、プラズマ蒸着は、高アスペクト比のホールに粒子を蒸着するのに、極めて効率的であり、有益であって、充分な被覆を形成するために必要な時間が短縮される。更に、プラズマの流動性により、コーナーも容易にプラズマで被覆することができる。
【００４２】
当業者には明らかであるが、種々の金属を使うことができるが、活性金属として、チタンが好ましい。これは、蒸着されるチタンフィルムと非金属基板（例えば、クォーツ絶縁シェル１１０のような）との間に強力な接合を可能にする。
【００４３】
重要なことは、シェル円錐蝋付け面１１２とシェル蝋付け面１１６に蒸着するチタンの量と面積をコントロールすることである。蝋付け物質が過剰になると、オーバーフローと尖端が発生し、使用中の電界強度が増大し、絶縁破壊を招く。又、絶縁シェル１１０とアノード１２０との間の領域（ａｒｅａ）を満たすのに必要な物質の量は、計算されて、絶縁シェル１１０とアノード１２０との間の領域の容積を満たす。チタン層の厚みは、約３−７ミクロンが好ましい。
【００４４】
図４には、チタン付着装置４００において、全部で、四つの絶縁シェル１１０が図示されている。しかし、当業者には明らかであるが、数百迄の絶縁シェル１１０を同時に処理することができる。
【００４５】
図５には、アノード１２０とカソード１３０を、絶縁シェル１１０に挿入し、シーリングするやり方が示されている。絶縁シェル１２０は、蝋付けオーブンの真空チャンバ内に、垂直状態で配置される。アノード１２０は、絶縁シェル１１０内に配置され、円錐アノード蝋付け面１２２とシェル円錐蝋付け面１１２が、互いに対になるように並べられる。そうすることにより、錫層２１２は、チタン層２１０と接触することになる。アノード１２０上の、軸線の小負荷により、錫層とチタン層がしっかりと固定する。そして円錐の構造により、アノード１２０が絶縁シェル１１０内の中心に自分自身を置くことができる。当業者には明らかであるが、前記軸線の負荷は、アノード１２０の重量、又は、付着される負荷（ａｎ ａｐｐｌｉｅｄ ｌｏａｄ）の重量であることができる。図示した実施例においては、軸線の負荷はプランジャ５１０により与えられる。カソード１３０は、当業者が公知の方法で、前もってカソードキャップ１３２に接合され、シールされ又は蝋付けされている。該カソードは、加熱真空時、絶縁シェル１１０の直下に、絶縁シェル１１０の内部空間１１６からガス流が排出されるように、いくらか距離を置いて、配置される。
【００４６】
構成要素を取り付けた後、蝋付けオーブンは１０^−６Ｔｏｒｒに減圧され、段階的に１５０−２００℃まで加熱される。オーブン温度は４５０−５５０℃まで、１５−３０℃／ｍｉｎ．のレートで上昇され、０−１０分間保持される。
この加熱段階において、純粋錫は液化し、オーブン内の全ガスは、排気される。この加熱段階では、シーリングする前にカソード１３０の一部分として配置される低温度ゲッタ（ｇｅｔｔｅｒ）を活性化する。同時に、これは、ゲッタが内部空間１１８をポンプし（ｐｕｍｐ）、所望の真空レベルを獲得し、製造プロセスの後、内部空間１１８を長期間真空に保持する。低温度ゲッタ材料は、ジルコニウム−バナジウム−鉄（当業者に明らかな、ＳＡＥＳゲッタから入手することができる）から構成される。
【００４７】
１つの実施例において、ゲッタ材料は、カソード１３０の材料に組み込まれ、カソード１３０は、内部空間から気体分子を直接的に吸収する。
【００４８】
ゲッタを活性化し、内部空間１１８をポンプするのに必要な時間、蝋付けオーブン温度を４５０−５５０℃に保持した後、前記オーブン温度は、更に蝋付け温度まで、毎分１０−２０℃のレートで上昇され、０から１０分まで保持される。この加熱ステップの間に、チタン錫反応が起こる。こうして、蝋付けアノード１２０は、絶縁シェル１１０に接合する。オーブン温度は、極めて緩慢に、毎分１−５℃のレートで、５００−５５０℃に下降することが好ましい。結晶質クォーツの蝋付けを、α→β遷移温度よりも高い温度で、結晶質クォーツを蝋付けするときには、緩慢に冷却制御することは重要である。オーブン温度は、更に、毎秒１５−２５℃のレートで室温までに下降され、前記シールされた発生器１００が、取り出される。
【００４９】
構成要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）の表面に吸着された全種類のガスを確実に排気するために、カソードキャップ蝋付け面１３４を、２００と３００℃の間の温度で、好ましくは１０分以内、絶縁シェル１１０から切り離してもよい。その後に、カソードキャップ蝋付け面１３４は、機械的操作により、軽く圧縮されて、絶縁シェル１１０と接触される。そして上記したように、オーブン温度を蝋付け温度迄上昇させる。真空中でパーツの機械的操作を行うことができる蝋付けオ−ブンは、Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｓｅａｌｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 社（ｉｎ Ｌｏｓ Ａｎｇｅｌｅｓ ，ＣＡ．）から入手できる。
【００５０】
下記の表に、Ｔｉ−Ｓｎ二相ダイアグラムを示す。このダイアグラムに示されているとおり、純粋錫の融点は、２３２℃で、純粋チタンの融点は１６７０℃である。このように、チタンと錫を使って蝋付けするためには、温度は、少なくとも一つの金属の融点以上でなければならない。本ケースでは、即ち、錫の融点以上でなければならない。錫は融解するに従って、固体チタンを直ちに溶解し始め、Ｔｉ−Ｓｎ合金を生成する。ダイアグラムに示すように、溶融錫中に溶融するチタンの量は、蝋付け温度における液相線（ｌｉｑｕｉｄｕｓ）の位置により、決定され制限される。
【表１】

【００５１】
蝋付け温度において、溶融錫中に更にチタンが溶解するにつれて、全液体の平均成分は、チタン濃度の高い側にシフトし、前記液体の融点は高くなる。
【００５２】
合金の融点が高くなるにつれ、Ｔｉ−Ｓｎ合金は等温凝固プロセスを経ることになる。このユニークな合金設計により、蝋付けプロセスを、錫の融点（２３２℃）とＴｉＳｎ合金の融点（１４００度）の間のどのような温度でも行うことができる。錫が溶かすチタン量は、加熱温度で制御する。
【００５３】
５００℃と７５０℃の間の温度でシ−リングを行う。特に、５００℃と６００℃の間の温度が好ましい。この低温蝋付けにより、５７３℃以下のボンディングが可能になる。これは、クォーツのα→β相遷移温度である。蝋付け温度は、又、ゲッタに対する最低活性化温度（約３００℃）以上である。最後に、この蝋付け温度は、発生器表面内部からガスを出すために必要な最低温度（４００−４５０℃）以上である。
【００５４】
図６に、発生器１００の外表面の金属化を示す。シールされた発生器６０２の一群が、スパッタリング機械の真空チャンバ６００内に設置される。複数のカソードキャップ１３２は、スパッタリングターゲット６１０に対抗して配置される。金属（好ましくは銀）が、スパッタリングターゲット６１０からスパッタリングされ、金属層をカソードキャップ１３２と絶縁シェル１１０の外側に形成する。当業者には明らかであるが、他の金属を使用してもよい。好ましい実施例において、前記金属は、発生器６０２上にスパッタされ、厚さ１−５ミクロンの金属層を形成する。しかし、当業者に明らかなことであるが、前記層は、大体その程度の厚さである。
【００５５】
発生器６０２の外表面上の金属層１１４は、複数の重要な機能を果たす。即ち、動作電流のためのリターンパス、患者のための電気的安全性を提供する。発生器の３点をシールドし、それによりホールドオフ電圧を増大する。発生器の軸線に沿って電子ビームの焦点合わせをし、絶縁シェルの内部壁の充電及びそれに関連した放電を防止する、最後に、被覆を完了した発生器が、真空チャンバ６００から取り出される。
【００５６】
本発明の一つの利点は、カテーテルＸ線発生器のバッチ製造プロセスを提供することである。バッチ規模は大きく、好ましくは、約５００のバッチが同時にスパッタされ、蒸着され、蝋付けされるので、時間を節約でき、コストを低減することができる。
【００５７】
他の利点は、純粋金属のスパッタリングと蒸着により、蝋付けに使用される材料の量を極めて高精度に制御することが可能になることである。このように、オーバーフロー又はランニングの危険性を事実上排除できる。なお、前記蝋付けは、低温で行うことができ、結晶性クォーツのような誘電体が、前記α→β遷移温度より低い温度にとどまる事を可能にする。仮に蝋付け温度が、前記α→β遷移温度より高い温度（７５０℃までの）で行われるとしても、前記シェルの破壊は、上記したように加熱／冷却ステップを正確にコントロールして、回避することができる。
【００５８】
さらに、本発明は、空洞、蝋付け材料の尖端、スピルを減少させ、絶縁破壊の危険の低減に役立つ。本方法は、絶縁シェル１１０の表面上へ蝋付け材料を追加してランニングしたり又はスピルする危険性なく、容易にコントロールできる蝋付け領域（ｂｒａｚｅ ａｒｅａ）を提供する。更に、図２に示すように、円錐蝋付け部１４２は、丸い端部を有するメニスカス２４０を含む。
【００５９】
マスク４１０を使用すると共に、高エネルギープラズマ蒸着を行うことにより、シェル１１０へ塗布するチタンの量と配置とを、完全にコントロールすることができる。分割ライン、即ちストッパは、被覆材料を被覆されない材料と区別する線に設けられる。蝋付け温度が、純粋チタンの融点（１６００℃）より、はるかに低い点にとどまるので、シェル円錐蝋付け面上に蒸着される純粋チタンは流れ出たり、位置を変化したりしない。このストッパラインは、蝋付け領域からチタンで被覆されていないシェル領域上にある、融解した蝋付け材料のフローを取り除くことができる。錫は単独では、クォーツと反応することができず、従って、被覆されていないクォーツ領域上を湿らせ（ｗｅｔ）たり、流出したりできない。しかし、蒸着チタンのコーナー周りに流出し、蒸着チタン被覆を完全に覆う。これが、丸いエッジ又はメニスカスを形成する。メニスカス２４０は、エッジ又はポイント（電界を高めるような）を取り除き、蝋付けでＸ線放射及び電界生成に必要な高電圧に耐えることを可能にする。このような蝋付け点は、百万Ｖ／ｍまで耐えることができる。
【００６０】
本発明について、好ましい実施例を参照し、具体的に示し、説明してきたが、当業者には、本発明の考え方から逸脱しない範囲で、構成及び細部についての種々の変形が行えることがわかるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
小型Ｘ線発生器の断面図である。
【図２】
円錐蝋付け部の詳細断面図である。
【図３】
本発明で使用されるスパッタリング装置の概略図である。
【図４】
本発明で使用されるカソードアーク蒸着アプリケータの概略図である。
【図５】
前記発生器のアセンブリ、蝋付け、シーリング手順の概略図である。
【図６】
前記発生器の該表面に金属をスパッタすることを示す概略図である。

Claims (36)

1. Ｘ線照射のためにイントロジューサ又はトロカールを介して導入される装置であって、
   蝋付け面をもつ絶縁シェルと、
   前記絶縁シェル内に収容されるカソードと、
   前記絶縁シェル内に収容され、蝋付け面を有するアノードと、
   前記アノードの前記蝋付け面を、前記絶縁シェルの蝋付け面に接合する円錐シールと、
   を有する前記装置。
2. 前記絶縁シェルが結晶質クォーツであることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記絶縁シェルが、外側の金属被覆を含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
4. 前記外側の金属被覆が銀であることを特徴とする請求項３記載の装置。
5. 前記円錐シールは、前記アノードの前記蝋付け面上に位置する純粋錫の層及び前記絶縁シェルの前記蝋付け面上に位置する純粋チタンの層を有することを特徴とする請求項１記載の装置。
6. 前記純粋チタンの層が、高エネルギー蒸着プロセスにより、前記絶縁シェルの前記蝋付け面上に付着されることを特徴とする請求項５記載の装置。
7. 前記純粋錫の層が前記アノードの蝋付け面上にスパッタされることを特徴とする請求項５記載の装置。
8. 前記円錐シールが、錫とチタンの蝋であることを特徴とする請求項１記載の装置。
9. 前記蝋付けが５００℃から７５０℃の間の温度で行われることを特徴とする請求項８記載の装置。
10. 血管内の放射線照射カテーテルのための発生器であって、
    結晶質クォーツの絶縁シェルと、
    前記絶縁シェル内に収容されたカソードと、
    前記絶縁シェルの内部表面に円錐状に接合するアノードと、
    を有する前記発生器。
11. 前記接合は、前記アノードの蝋付け面に位置する純粋錫の層及び前記絶縁シェルの前記蝋付け面上に位置する純粋チタンの層を有することを特徴とする請求項１０記載の発生器。
12. 前記接合は、カソードアーク蒸着により、前記絶縁シェル上にめっきしたチタンからなることを特徴とする請求項１１記載の発生器。
13. 前記接合は、前記アノードにスパッタされた錫からなることを特徴とする請求項１２記載の発生器。
14. 前記アノードは、錫とチタンとの蝋で円錐状に接合されることを特徴とする請求項１０記載の発生器。
15. 前記蝋付けが５００℃から７５０℃の間の温度で行われることを特徴とする請求項１４記載の発生器。
16. 前記絶縁シェルが外側の金属被覆を含んでなる事を特徴とする請求項１０記載の発生器。
17. 前記外側の金属被覆が銀であることを特徴とする請求項１６記載の装置。
18. 非金属材料を蝋付けするための方法であって、
    第１材料の蝋付け面上に純粋錫層を付着するステップと、
    第２材料の蝋付け面上に純粋チタン層を付着するステップと、
    前記第１材料の蝋付け面を前記第２材料の蝋付け面と合わせ並べ、前記錫層と前記チタン層が接触するようにするステップと、
    前記錫層と前記チタン層を加熱し、前記錫層が融解し、少なくとも前記チタン層の一部分と接合するステップと、
    を有する方法。
19. 前記錫層がスパッタリングで付着されることを特徴とする請求項１８記載の方法。
20. 前記チタン層がカソードアークイオン蒸着により付着されることを特徴とする請求項１８記載の方法。
21. 前記チタン層が、厚さ３−７ミクロンであることを特徴とする請求項２０記載の方法。
22. 前記加熱が、１０^−６Ｔｏｒｒの真空環境で行われることを特徴とする請求項１８記載の方法。
23. 前記加熱ステップはゲッタを活性化することを特徴とする請求項１８記載の方法。
24. 前記接合が、５００℃から７５０℃の間の温度で行われることを特徴とする請求項１８記載の方法。
25. 前記シェルの外表面に金属被覆を付着するステップを更に含む請求項１８記載の方法。
26. 前記金属が銀であり、厚さ１−５ミクロンであることを特徴とする請求項２５記載の方法。
27. Ｘ線照射を行うための発生器を蝋付けする方法であって
    アノードの円錐面に、第１の金属を付着するステップと、
    第１端部と第２端部を有する絶縁シェルの円錐面に第２金属を付着するステップと、
    前記絶縁シェルに挿入される前記アノードの円錐領域上の前記第１金属を、前記絶縁シェルの前記円錐領域上の第２金属に、直接的に、熱により接合するステップと、
    前記絶縁シェルの第２の端部内にカソードを接合するステップと、を有する方法。
28. 前記第１金属がスパッタリングにより付着されることを特徴とする請求項２７記載の方法。
29. 前記第２金属が、カソードアーク蒸着により付着されることを特徴とする請求項２７記載の方法。
30. 前記第１金属が錫であり、前記第２金属がチタンであることを特徴とする請求項２７記載の方法。
31. 前記チタンが厚さ３−７ミクロンであることを特徴とする請求項３０記載の方法。
32. 前記アノード、前記カソード、及び前記絶縁シェルを、蝋付けオーブンに配置するステップと、
    真空度を１０^−６ｔｏｒｒにするステップと、を更に有する請求項２７記載の方法。
33. 前記オーブンは、ゲッタを活性化するために加熱することを特徴とする請求項３２記載の方法。
34. 前記熱接合が、５００℃から７５０℃の間の温度で行われることを特徴とする請求項３２記載の方法。
35. 前記シェルの外表面に金属を付着するステップを、更に含む請求項２７記載の方法。
36. 前記金属は銀であり、厚さが１−５ミクロンであることを特徴とする請求項３５記載の方法。

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