JP2013224253A - 接合体の製造方法、及び、接合体 - Google Patents

Abstract

【課題】第１部分の凹部又は貫通孔に第２部分が埋設された接合体の製造方法であって、第１、第２部分の間の相対位置関係の精度が高い接合体を得ることができるものの提供。
【解決手段】この製造方法では、先ず、第１原料粉体、分散媒、及びゲル化剤を含む第１原料スラリーを成形・固化して、第１部分の焼成前の状態であり且つ凹部１１ａｇを有する「第１部分の前駆体」１１ｇが形成される。次いで、「第１部分の前駆体」の凹部１１ａｇに、第２原料粉体、分散媒、及びゲル化剤を含む第２原料スラリーが充填される。これにより、第２部分の焼成前の状態にある「第２部分の前駆体」が「第１部分の前駆体」の凹部１１ａｇに埋設された状態にある「接合体の前駆体」が形成される。次いで、この「接合体の前駆体」が焼成されて、「第２部分（焼成体）が第１部分（焼成体）の凹部に埋設された接合体」が得られる。
【選択図】図６

Description

本発明は、接合体の製造方法、及び、接合体に関する。

従来から、特許文献１に記載のように、凹部を有する焼成体である第１部分と、その凹部に埋設された第２部分と、が接合された接合体の製造方法が知られている。特許文献１では、先ず、第２部分の前駆体（第２部分の焼成前の状態にある成形体）が成形・形成される。その後、その第２部分の前駆体の周囲を囲むように、第１部分の前駆体（第１部分の焼成前の状態にある成形体）が成形・形成される。その結果、「第１部分の前駆体の凹部に第２部分の前駆体が埋設された状態」にある接合体の前駆体が得られる。その後、この接合体の前駆体が焼成されて、「焼成体である第１部分の凹部に焼成体である第２部分が埋設された接合体」が得られる。

国際公開第２００９／１１０５７９号パンフレット

特許文献１に記載の製造方法では、「第１、第２部分の間の相対位置関係」の精度は、「既に成形・形成された第２部分の前駆体の全体」と、「これから成形・形成される（まだ成形・形成されていない）第１部分の前駆体の全体」との間の相対位置関係の精度に大きく依存する。一般に、「既に成形・形成された第１の物体」と「これから成形・形成される、第１の物体とは異なる第２の物体」との間の相対位置関係の精度を高めるのは困難である。従って、特許文献１に記載の製造方法では、「第１、第２部分の間の相対位置関係」の精度を高めるのは困難であるといえる。この傾向は、第２部分の全体形状が細長い形状であるほど（即ち、第２部分の全体形状のアスペクト比（縦横比）が大きいほど顕著になる。より具体的には、第２部分のアスペクト比が大きいほど、第１部分と第２部分の平行度を確保することが困難になる。更には、第２部分のアスペクト比が大きく、且つ、第２部分の長手方向に垂直な断面の代表長さ（例えば、断面が円形の場合には、直径）が小さい場合、第２部分の成形体を先に成形してその成形体の全体形状を維持することは、成形体の強度不足の観点から、非常に困難である。

本発明者は、上記のように「第１部分の凹部又は貫通孔に第２部分が埋設された接合体」の製造方法であって、特許文献１に記載の製造方法と比べて、「第１、第２部分の間の相対位置関係」の精度が高い（且つ、第２部分のアスペクト比が大きい）接合体を得ることができる製造方法を見出した。

本発明に係る接合体の製造方法は、凹部又は貫通孔を有する焼成体である第１部分と、前記凹部又は貫通孔に埋設された第２部分と、が接合された接合体の製造方法である。第２部分は、前記凹部又は貫通孔の開口で露呈している。この製造方法は、第１〜第３工程を含む。

第１工程では、「第１原料粉体、及び分散媒を含む第１原料スラリー」が成形・固化されて、「第１部分の前駆体」が形成される。「第１部分の前駆体」は、第１部分の焼成前の状態にある成形体であって、前記凹部又は貫通孔を有する。

第２工程は、第１工程の後に実行される。第２工程では、「第１部分の前駆体」の凹部又は貫通孔に、第２部分、又は「第２部分の前駆体」が埋設されて、「接合体の前駆体」が形成される。即ち、「接合体の前駆体」は、「第１部分の前駆体の凹部又は貫通孔に第２部分そのものが埋設された接合体」、又は、「第１部分の前駆体の凹部又は貫通孔に第２部分の前駆体が埋設された接合体」となる。

「第１部分の前駆体の凹部又は貫通孔に第２部分そのものが埋設された接合体」である「接合体の前駆体」は、例えば、「第１部分の前駆体」の凹部又は貫通孔に、固体である「第２部分そのもの」を挿入することによって得られる。「第１部分の前駆体の凹部又は貫通孔に第２部分の前駆体が埋設された接合体」である「接合体の前駆体」は、例えば、「第１部分の前駆体」の凹部又は貫通孔に、液状又は粉末状の「第２部分の前駆体」を充填することによって得られる。

第３工程は、第２工程の後に実行される。第３工程では、「接合体の前駆体」が焼成されて、「焼成体である第１部分の凹部又は貫通孔に第２部分が埋設された接合体」（即ち、最終的な形態）が得られる。なお、第２工程において「第１部分の前駆体」の凹部又は貫通孔に固体である「第２部分そのもの」が挿入される場合、第３工程後の接合体（即ち、最終的な形態）における「第２部分」は焼成体ではないが、第２工程において「第１部分の前駆体」の凹部又は貫通孔に液状又は粉末状の「第２部分の前駆体」が充填される場合、第３工程後の接合体（即ち、最終的な形態）における「第２部分」は焼成体となる。

上記製造方法によれば、「第１、第２部分の間の相対位置関係」の精度は、「第１部分の前駆体」の全体と「第１部分の前駆体」の凹部又は貫通孔との間の相対位置関係の精度に大きく依存する。ここで、上記製造方法によれば、第１工程において成形型等を利用して「第１部分の前駆体」を成形する際に、「第１部分の前駆体」の凹部又は貫通孔の形状が、「第１部分の前駆体」の全体の形状と同時に形成され得る。従って、成形型等の形状精度を高めるだけで、「第１部分の前駆体」の全体と「第１部分の前駆体」の凹部又は貫通孔との間の相対位置関係の精度を容易に高めることができる。従って、上記製造方法によれば、「第１、第２部分の間の相対位置関係」の精度を容易に高めることができ、従って、「第１、第２部分の間の相対位置関係」の精度が高い接合体を容易に得ることができる。加えて、「第１部分の前駆体」の凹部又は貫通孔の形状が、特に柱状・錘状である場合、成形型等を利用することによって、長手方向において段差がない凹部又は貫通孔の側面（長手方向の面）を容易に形成することができる。

本発明に係る製造方法によれば、第２部分の全体形状のアスペクト比（縦横比）が２．５以上と大きい場合であっても、上記と同じ理由によって、「第１、第２部分の間の相対位置関係」の精度を容易に高めることができる。この点において、本発明に係る製造方法は、特許文献１に記載された製造方法と比べて特に有利である。

上記接合体において、前記第１部分が絶縁体であり、前記第２部分がＮｉを含む導体である場合、前記第１部分における「前記第２部分との接合面の近傍部分」には、Ｎｉを含む層が形成されていることが好適である。この層は、焼成時におけるＮｉ元素の「第２部分から第１部分への拡散」によって形成される。この層の存在によって、この層が存在しない場合と比べて、第１、第２部分の接合強度がより高くなる。

即ち、本発明に係る製造方法によれば、凹部又は貫通孔を有する焼成体である絶縁体と、前記凹部又は貫通孔に埋設された導体と、が接合された接合体であって、前記絶縁体における前記導体との接合面の近傍部分には、前記導体内に含まれる金属（典型的には、Ｎｉ）を含む中間層が形成された接合体が得られる。ここで、前記中間層の厚さは、１〜４０μｍ、好ましくは５〜３０μｍであることが好適である。また、前記導体内における前記金属の体積比率は４０％以上、好ましくは５０％以上であることが好適である。

この接合体は、「絶縁体と導体との間の相対位置関係の精度が高い」、並びに、「絶縁体の焼成時に形成された中間層に存在によって絶縁体と導体との接合強度が高い」という顕著な作用・効果を奏し得る。

この接合体において、前記導体が長手方向を有する形状を有し且つ前記導体のアスペクト比が２．５以上である場合、前記絶縁体と前記導体との熱膨張率差（ｖ）が５.９４（１０^-６/Ｋ）以下、より好ましくは４．４１（１０^-６/Ｋ）以下であることが好適である。

後述するように、本発明者は、導体のアスペクト比が２．５以上である場合において、「前記熱膨張率差（ｖ）が５.９４（１０^-６/Ｋ）以下、より好ましくは４．４１（１０^-６/Ｋ）以下」の関係が成立する場合、そうでない場合と比べて、絶縁体の焼成工程時にて絶縁体にクラックが発生し難いことを見出した（後述する表１を参照）。

本発明の実施形態に係る接合体の製造方法によって製造された接合体の全体の斜視図である。 図１に示した接合体の主要断面図である。 本発明の第１実施形態に係る接合体の製造方法によって図１に示した接合体を製造する工程を説明するための第１の図である。 本発明の第１実施形態に係る接合体の製造方法によって図１に示した接合体を製造する工程を説明するための第２の図である。 本発明の第１実施形態に係る接合体の製造方法によって図１に示した接合体を製造する工程を説明するための第３の図である。 本発明の第２実施形態に係る接合体の製造方法によって図１に示した接合体を製造する工程を説明するための第１の図である。 本発明の第２実施形態に係る接合体の製造方法によって図１に示した接合体を製造する工程を説明するための第２の図である。 絶縁体にクラックが発生する様子を示した図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る接合体の製造方法、並びに、その製造方法によって製造された接合体について説明する。

図１、図２は、本発明の実施形態に係る製造方法によって製造された接合体の一例を示す。この接合体１０は、円柱状の第１部分１１と、第１部分１１の上面に開口する円柱状の凹部に埋設された円柱状の第２部分１２と、から構成される。この接合体１０では、第２部分１２の全体が第１部分１１の凹部に埋設され、且つ、第２部分１１の上面のみが露呈した状態（第１、第２部分１１、１２のそれぞれの上面で一つの平面が構成された状態）で、第１、第２部分１１、１２が接合されている。第１部分１１の円柱状の凹部は、円柱状の第１部分１１に対して同軸的に配置されている。従って、円柱状の第２部分１２も、円柱状の第１部分１１に対して同軸的に配置されている。第１部分１１が絶縁体であり、第２部分１２が導体である場合、この接合体１０の典型例として、点火プラグの電極が挙げられる。

第１部分１１は、「原料粉体と分散媒とを少なくとも含むスラリー」を成形・固化した成形体を焼成して得られた焼成体である。一方、第２部分１２は、第１部分１１と同様の焼成体であっても、バルク体であってもよい。円柱状の第１部分１１の外径Ｄ１及び高さＬ１はそれぞれ、例えば、１〜１００ｍｍ、５〜５００ｍｍであり、円柱状の第２部分１２の外径Ｄ２及び高さＬ２はそれぞれ、例えば、０．２５〜４５ｍｍ、０．６２５〜５００ｍｍである。従って、第２部分１２のアスペクト比（縦横比、Ｌ２／Ｄ２）は、２．５〜２０００である。

＜第１実施形態＞
以下、図１に示した接合体１０の本発明の第１実施形態に係る製造方法について、図３〜図５を参照しながら説明する。以下、各図において符号の末尾に「ｇ」が付された部材は、「焼成前の状態」を表すものとする。また、焼成前の状態の成形体を単に「成形体」と呼び、「成形体」を焼成したものを「焼成体」と呼ぶものとする。

先ず、図３に示すように、「第１部分の成形体」１１ｇ（前記「第１部分の前駆体」に対応）が形成される。「第１部分の成形体」１１ｇは、第１部分１１（焼成体）の形状に対応する形状を有しており、従って、上面に開口する円柱状の凹部１１ａｇを備えた円柱状を呈している。「第１部分の成形体」１１ｇは、第１原料スラリーを第１部分１１（焼成体）の形状に対応する形状に成形・固化して得られる。

第１原料スラリーには、第１原料粉体、分散媒、及び、有機バインダとしてのゲル化剤が含まれる。また、必要に応じて分散助剤、触媒が含まれる。具体的には、例えば、第１部分１１（焼成体）が絶縁体である場合、第１原料粉体として、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等のアルミニウム元素を含むセラミックスの粉体が使用され得る。分散媒としては、脂肪族多価エステルと多塩基酸エステルの混合物、及び、エチレングリコールが使用され得る。ゲル化剤としては、硬化反応（ウレタン反応等に代表される化学反応）によって硬化する材料、例えば、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートの変性物が使用され得る。分散助剤としては、ポリカルボン酸系共重合体が使用され得る。触媒としては、６−ジメチルアミノ−１−ヘキサノール等が使用され得る。なお、有機バインダとしてゲル化剤以外の材料（即ち、化学反応では硬化せず、乾燥によってのみ硬化する材料）が使用されてもよい。

第１原料スラリーの成形は、例えば、第１部分１１（焼成体）の形状に対応する成形空間を有する成形型を用いて行われる。具体的には、この成形型の成形空間内に第１原料スラリーが充填される。これにより、第１原料スラリーは、第１部分１１の形状に対応する形状に成形される。成形された第１原料スラリーは、ゲル化剤による硬化反応によって固化される。その後、成形型が取り外され（離型され）（且つ、所定の乾燥工程を経て）、図３に示す「第１部分の成形体」１１ｇが得られる。なお、このように、原料粉体、分散媒、及びゲル化剤を含む原料スラリーを成形し、成形された原料スラリーをゲル化剤による硬化反応により固化して成形体を得る方法は、「ゲルキャスト法」とも呼ばれる。

次に、図４に示すように、上記のように得られた「第１部分の成形体」１１ｇの凹部１１ａｇに、固体（バルク体）である第２部分１２そのものが挿入される。その結果、図５に示すように、「第１部分の成形体」１１ｇの凹部１１ａｇに第２部分１２そのものが埋設された接合体（前記「接合体の前駆体」に対応）が得られる。

第２部分１２が導体である場合、上記のように挿入される第２部分１２（バルク体）として、例えば、Ｎｉ系の合金を含む金属又はサーメットからなる円柱状の固体が使用され得る。なお、その後の焼成時において、「第１部分の成形体」１１ｇには焼成収縮が発生する一方で第２部分１２には焼成収縮が発生しないことを考慮して、第２部分１２の外径は、凹部１１ａｇの内径に対して、「第１部分の成形体」１１ｇの焼成収縮分だけ小さい値に設定される。

そして、上記のように得られた「第２部分１２そのものが埋設された第１部分の成形体」１１ｇが焼成される。この焼成は、例えば、加湿した窒素ガス或いはアルゴンガスなどの不活性ガスからなる弱酸化性の雰囲気中（酸素分圧が小さい雰囲気中）で７００〜１６００℃、好ましくは１３５０〜１５００℃の温度で３〜２０時間に亘って行われる。原料によっては７００℃から焼成が可能である一方で、十分な焼結性を得るには１３５０℃以上での焼成が好ましい。また、温度が高過ぎると第２部分１２が変形する可能性があるため、焼成温度は１５００℃以下が好ましい。加湿は、１０〜５０℃の水中に前記不活性ガスをバブリングすることによって行われる。ここで、弱酸化性の雰囲気中で焼成が行われるのは、ゲル化剤を焼失させるためにはある程度の酸化性雰囲気が必要であること、且つ、第２部分１２の過度の酸化を極力抑制するためには酸化性雰囲気の酸素分圧を小さくする必要があること、に基づく。

この焼成によって、「第１部分の成形体」１１ｇが焼成収縮する。この結果、第２部分１２の所謂「焼きばめ」が行われ、第１部分１１（焼成体）と第２部分１２（バルク体）とが強固に接合される。即ち、第１部分１１（焼成体）の凹部に第２部分１２（バルク体）が埋設された図１に示す接合体１０が得られる。第１部分１１における「第２部分１２との接合面の近傍部分」には、Ｎｉを含む中間層が形成される。この中間層は、焼成時におけるＮｉ元素の「第２部分１２から第１部分１１への拡散」によって形成される。この中間層の存在によって、第１、第２部分１１、１２の接合強度が高くなる。この中間層の厚さは、１〜４０μｍ、好ましくは５〜３０μｍである。中間層の厚さが５μｍ未満では、気孔等の存在に起因して中間層が形成されない部分が多くなる可能性が高いからであり、中間層の厚さが３０μｍより大きいと、第２部分１２の面積（導体面積）が過度に小さくなるからである。

＜第２実施形態＞
次に、図１に示した接合体１０の本発明の第２実施形態に係る製造方法について、図６〜図７を参照しながら説明する。上記第１実施形態では、焼成される「接合体の前駆体」として「第２部分そのものが埋設された第１部分の成形体（前駆体）」が使用されていた（図５を参照）。これに対し、この第２実施形態では、焼成される「接合体の前駆体」として「第２部分の前駆体が埋設された第１部分の成形体（前駆体）」が使用される（後述する図７を参照）。以下、係る相違点を中心に説明する。

この第２実施形態では、図６に示すように、「第１部分の成形体」１１ｇ（上記第１実施形態で使用されたものと同じ）の凹部１１ａｇに、ディスペンサ等を利用して、Ｎｉ系の合金を含んだ金属又はサーメットを含む第２原料スラリー又は粉末が充填される。その結果、図７に示すように、「第１部分の成形体」１１ｇの凹部１１ａｇに「第２部分１２の焼成前の状態」にある「第２部分の前駆体」１２ｇが埋設された接合体（前記「接合体の前駆体」に対応）が得られる。

第２原料スラリーとしては、Ｎｉ系の合金を含んだ金属又はサーメットの粉体（第１原料粉体とは異なる粉体）、分散媒、及び、有機バインダとしてのゲル化剤を含んだものが使用され得る。また、必要に応じて分散助剤、触媒が含まれる。分散媒、ゲル化剤、分散助剤、触媒等の具体的な材料は、上述した第１原料スラリーで使用されるものと同じである。このように、第２原料スラリーが有機バインダとしてゲル化剤を含む場合、凹部１１ａｇに充填された第２原料スラリーは、ゲル化剤による硬化反応によって固化される。

そして、上記のように得られた「第２部分の前駆体」１２ｇが埋設された「第１部分の成形体」１１ｇが、上記第１実施形態と同様の条件下で焼成される。この焼成によって、「第１部分の成形体」１１ｇと「第２部分の前駆体」１２ｇとが共焼成されて、第１部分１１（焼成体）と第２部分１２（焼成体）とが強固に接合される。即ち、第１部分１１（焼成体）の凹部に第２部分１２（焼成体）が埋設された図１に示す接合体１０が得られる。この第２実施形態でも、上記第１実施形態と同様、第１部分１１における「第２部分１２との接合面の近傍部分」にはＮｉを含む中間層が形成される。この中間層の存在によって、第１、第２部分１１、１２の接合強度が高くなる。この中間層の厚さは、１〜４０μｍ、好ましくは５〜３０μｍである。中間層の厚さが５μｍ未満では、気孔等の存在に起因して中間層が形成されない部分が多くなる可能性が高いからであり、中間層の厚さが３０μｍより大きいと、第２部分１２の面積（導体面積）が過度に小さくなるからである。

（作用・効果）
上記本発明の第１、第２実施形態に係る接合体の製造方法では、成形型等を利用して「第１部分の成形体（前駆体）」１１ｇが成形される際（図３を参照）、「第１部分の成形体」の凹部１１ａｇの形状が、「第１部分の成形体」１１ｇの全体の形状と同時に形成され得る。従って、成形型等の形状精度を高めるだけで、「第１部分の成形体」１１ｇの全体と「第１部分の成形体」の凹部１１ａｇとの間の相対位置関係の精度を容易に高めることができる。他方、焼成後の最終的な形態である接合体１０における「第１、第２部分１１、１２の間の相対位置関係」の精度は、「第１部分の成形体」１１ｇの全体と「第１部分の成形体」の凹部１１ａｇとの間の相対位置関係の精度に大きく依存する。以上のことから、上記本発明の第１、第２実施形態に係る接合体の製造方法によれば、「第１、第２部分１１、１２の間の相対位置関係」の精度を容易に高めることができ、従って、接合体１０における「第１、第２部分１１、１２の間の相対位置関係」の精度が高い接合体を容易に得ることができる。

また、上記本発明の第１、第２実施形態に係る接合体の製造方法によって得られる接合体では、焼成時における金属元素（典型的には、Ｎｉ元素）の「第２部分１２から第１部分１１への拡散」によって、第１部分１１における「第２部分１２との接合面の近傍部分」に、第２部分１２に含まれる金属（典型的には、Ｎｉ）を含む中間層が形成される。この中間層の存在によって、第１、第２部分１１、１２の接合強度が高くなる。

この中間層は、典型的には、第１、第２部分１１、１２の接合面の全域に亘って形成され得る。例えば、図１に示す例では、この中間層は、第１部分１１における、円柱状の凹部の側面全域、及び、凹部の底面全域に亘って形成され得る。なお、この中間層は、第１、第２部分１１、１２の接合面の一部にのみ形成され得る。

加えて、図１に示した接合体１０における第２部分１２のアスペクト比（Ｌ２／Ｄ２）は５．５と比較的大きい。このように「埋設される部材」のアスペクト比が比較的大きい場合であっても、上記と同じ理由によって、「第１、第２部分１１、１２の間の相対位置関係」の精度を容易に高めることができる。この点において、本発明に係る製造方法は、特許文献１に記載された製造方法と比べて特に有利であるといえる。なお、上記第１、第２実施形態では、第１部分１１に形成された（円柱状の）凹部に第２部分１２が埋設されているが、第１部分１１に形成された貫通孔（例えば、円柱状の貫通孔）に第２部分１２が埋設された形態の場合であっても、凹部の場合と同様の作用・効果が奏され得る。

（第１部分１１が絶縁体であり、第２部分１２が導体である場合におけるクラック発生の抑制）
以下、第１部分１１が絶縁体であり、第２部分１２が導体である場合について考察する。この場合、導体１２内に含まれる金属の体積比率は４０％以上、好ましくは５０％以上であることが好適である。これにより、導体１２の電気抵抗が過大となることが抑制され得る。より詳細には、金属の体積比率が５０％より小さくなると、導体１２の電気抵抗が増加し始め、同体積比率が４０％より小さくなると、導体１２の電気抵抗が過大になる。以下、説明の便宜上、絶縁体１１と導体１２との熱膨張率差（導体１２の熱膨張率から絶縁体１１の熱膨張率を減じて得られる値）をｖ（１０^−６／Ｋ）とする。

導体１２のアスペクト比（図２に示す例では、Ｌ２／Ｄ２）が２．５以上である場合において、接合体１０（より具体的には、絶縁体１１）の焼成後において、図８に示すように、絶縁体１１にクラックが発生する場合があった。本発明者は、前記クラックの発生と、値ｖとの間に強い相関があることを見出した。そして、本発明者は、ｖ≦５.９４（１０^-６/Ｋ）、より好ましくはｖ≦４．４１（１０^-６/Ｋ）という関係が成立する場合、そうでない場合と比べて、前記クラックが発生し難いことを見出した。以下、このことを確認した試験について説明する。

（試験）
この試験では、上述した第２本実施形態に係る製造方法を用いて、表１に示すように、絶縁体１１の材料、導体１２の材料、及び値ｖの組み合わせが異なる７種類のパターン（水準）で、図１に示す接合体と同形の接合体が作製された。各パターンに対して１０個のサンプル（Ｎ＝１０）が作製された。

各パターンにて、円柱状の絶縁体１１の外径Ｄ１及び高さＬ１はそれぞれ、１〜１００ｍｍ、５〜５００ｍｍであった。円柱状の導体１２の外径Ｄ２及び高さＬ２はそれぞれ、０．２５〜４５ｍｍ、０．６２５〜５００ｍｍであった。従って、導体１２のアスペクト比（Ｌ２／Ｄ２）は、２．５〜２０００であった。焼成は、加湿した窒素ガス或いはアルゴンガスなどの不活性ガスからなる弱酸化性の雰囲気中（酸素分圧が小さい雰囲気中）で７００〜１６００℃、好ましくは１３５０〜１５００℃の温度で３〜２０時間に亘って行われた。また、熱膨張率差の調整は、導体１２に含まれる金属（具体的には、ニッケル）の体積比率を変更して導体１２の熱膨張率を変更することによって行われた。

そして、各パターンについて、絶縁体１１においてクラック（図８を参照）が生じているか否かが判定された。この判定は、目視、或いは、顕微鏡を使用した観察に基づいてなされた。この結果は表１に示すとおりである。

表１から理解できるように、導体１２のアスペクト比（Ｌ２／Ｄ２）が２．５以上という条件下、ｖ＞５.９４（１０^−６／Ｋ）という関係が成立する場合にはクラック発生率がゼロより大きく、ｖ≦５.９４（１０^−６／Ｋ）という関係が成立する場合にはクラック発生率がゼロであった。なお、クラック発生率とは、各パターンについて、「全サンプル数」に対する「全サンプルのうちクラックが発生していたものの数」の割合である。以上より、導体１２のアスペクト比（Ｌ２／Ｄ２）が２．５以上という条件下において、ｖ≦５.９４（１０^−６／Ｋ）という関係が成立する場合、そうでない場合と比べて、焼成時にて絶縁体１１にクラックが発生し難い、いうことができる。ただし、値ｖが５.９４（１０^−６／Ｋ）より少しでも大きいと、絶縁体１１に残留する歪みが大きくなって絶縁体１１の強度が低下する可能性がある。係る観点からは、ｖ≦４．４１（１０^-６/Ｋ）という関係が成立することが好ましい。

なお、この試験では、上述した第２実施形態に係る製造方法を用いて作製された接合体について評価がなされているが、上述した第１実施形態に係る製造方法を用いて作製された接合体についても、同じ結果が得られることが別途確認されている。また、この試験では、接合体が、円柱状の絶縁体１１と、絶縁体１１の上面に開口する円柱状の凹部に埋設された円柱状の導体１２と、から構成される場合について評価がなされているが、接合体がその他の種々の形状を有する場合においても、同じ結果が得られることが別途確認されている。

１０…接合体、１１…第１部分（絶縁体）、１１ａ…第１部分の成形体（前駆体）、１１ａｇ…第１部分の成形体の凹部、１２…第２部分（導体）、１２ａ…第２部分の前駆体

Claims (13)

1. 凹部又は貫通孔を有する焼成体である第１部分と、前記凹部又は貫通孔に埋設された第２部分と、が接合された接合体の製造方法であって、
   第１原料粉体、及び分散媒を含む第１原料スラリーを成形・固化して、前記第１部分の焼成前の状態にあるとともに前記凹部又は貫通孔を有する、前記第１部分の前駆体を形成する第１工程と、
   前記第１工程の後、前記第１部分の前駆体の前記凹部又は貫通孔に、前記第２部分、又は前記第２部分の焼成前の状態にある前記第２部分の前駆体を埋設して前記接合体の前駆体を形成する第２工程と、
   前記第２工程の後、前記接合体の前駆体を焼成して前記接合体を得る第３工程と、
   を含む、接合体の製造方法。
2. 請求項１に記載の接合体の製造方法において、
   前記第２部分が長手方向を有する形状を有し、
   前記第２部分の前記長手方向と垂直な方向の代表長さ（Ｄ２）に対する前記第２部分の前記長手方向の代表長さ（Ｌ２）の割合であるアスペクト比が２．５以上である、接合体の製造方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の接合体の製造方法において、
   前記第１工程で使用される前記第１原料スラリーは、有機バインダとして、化学反応によって硬化するゲル化剤を含む、接合体の製造方法。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の接合体の製造方法において、
   前記第２工程では、前記第１部分の前駆体の凹部又は貫通孔に固体である前記第２部分を挿入することによって、前記凹部又は貫通孔に前記第２部分が埋設される、接合体の製造方法。
5. 請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の接合体の製造方法において、
   前記第２工程では、前記第１部分の前駆体の凹部又は貫通孔に液状又は粉末状の前記第２部分の前駆体を充填することによって、前記凹部又は貫通孔に前記第２部分の前駆体が埋設される、接合体の製造方法。
6. 請求項５に記載の接合体の製造方法において、
   前記第２工程で前記凹部又は貫通孔に充填される前記第２部分の前駆体は、前記第１原料粉体とは異なる第２原料粉体、分散媒、及び、有機バインダとしての化学反応によって硬化するゲル化剤、を含む第２原料スラリーである、接合体の製造方法。
7. 請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の接合体の製造方法において、
   前記第１部分は絶縁体であり、前記第２部分は導体である、接合体の製造方法。
8. 請求項７に記載の接合体の製造方法において、
   前記第２部分はＮｉを含む導体であり、
   前記第１部分における前記第２部分との接合面の近傍部分には、Ｎｉを含む中間層が形成されている、接合体の製造方法。
9. 凹部又は貫通孔を有する焼成体である絶縁体と、前記凹部又は貫通孔に埋設された導体と、が接合された接合体であって、
   前記絶縁体における前記導体との接合面の近傍部分には、前記導体内に含まれる金属を含む中間層が形成された、接合体。
10. 請求項９に記載の接合体において、
    前記導体が長手方向を有する形状を有し、
    前記導体の前記長手方向と垂直な方向の代表長さ（Ｄ２）に対する前記導体の前記長手方向の代表長さ（Ｌ２）の割合であるアスペクト比が２．５以上であり、
    前記絶縁体と前記導体との熱膨張率差（ｖ）が５.９４（１０^−６／Ｋ）以下である、接合体。
11. 請求項９又は請求項１０に記載の接合体において、
    前記中間層の厚さは１〜４０μｍである、接合体。
12. 請求項９乃至請求項１１の何れか一項に記載の接合体において、
    前記導体内における前記金属の体積比率は４０％以上である、接合体。
13. 請求項９乃至請求項１２の何れか一項に記載の接合体において、
    前記金属はＮｉである、接合体。

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