【事件の表示】
　特許第３１０６１６０号「窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法」の請求項１ないし３に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３１０６１６０号の請求項１ないし３に係る特許を維持する。
【理　由】
  １.手続の経緯
　特許第３１０６１６０号の請求項１〜３に係る発明は、平成１１年３月１１日に特許出願され、平成１２年９月８日に特許の設定登録がなされたものである。
その後、請求項１〜３に対して特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、指定期間内に訂正請求がなされたものである。
２.訂正の適否についての判断
ア.訂正の内容
Ａ）特許請求の範囲の請求項１〜３
「【請求項１】窒化アルミニウム粉末に希土類酸化物を混合して１８００℃以上の温度で焼結し、焼結体を３℃／分以下の冷却速度で冷却することを特徴とする窒化アルミニウム焼結体の製造方法。
【請求項２】前記希土類酸化物はアルミナと共に混合され、前記焼結の温度は１９００℃であり，焼結体の冷却速度は２℃／分である請求項１記載の窒化アルミニウム焼結体の製造方法。
【請求項３】請求項１又は２に記載の製造方法によって製造され、希土類元素-アルミニウム−酸素化合物の針状又は柱状組織の粒界相を全体に対して８.６容積％の割合で有し、前記希土類元素がイットリウムである窒化アルミニウム焼結体。」を
「【請求項１】窒化アルミニウム粉末にイットリアをアルミナと共に混合して１８００℃以上の温度で焼結し、焼結体を３℃／分以下の冷却速度で冷却する窒化アルミニウム焼結体の製造方法であって、前記イットリア及びアルミナは、窒化アルミニウム焼結体全体に対するイットリウムーアルミニウムー酸素化合物の粒界相の割合が８.６容積％となりイットリア／アルミナ比がモル比で０.９４であるように前記窒化アルミニウム粉末に混合されることを特徴とする窒化アルミニウム焼結体の製造方法。
【請求項２】前記焼結の温度は１９００℃であり、焼結体の冷却速度は２℃／分である請求項１記載の窒化アルミニウム焼結体の製造方法。
【請求項３】請求項１又は２に記載の製造方法によって製造され、窒化アルミニウム粒界に、Ａｌ２Ｙ４Ｏ９及びＡｌＹＯ３からなる柱状粒子が析出した窒化アルミニウム焼結体。」と訂正する。
　Ｂ）明細書段落番号【０００５】の
「【課題を解決するための手段】
　本発明に係る窒化アルミニウム焼結体は、希土類元素ーアルミニウム−酸素化合物の針状又は柱状組織の粒界相を有する。」を、
「【課題を解決するための手段】
　本発明に係る窒化アルミニウム焼結体は、窒化アルミニウム粒界に、Ａｌ２Ｙ４Ｏ９及びＡｌＹＯ３からなる柱状粒子が析出した窒化アルミニウム焼結体である。」
と訂正し、明細書段落番号【０００６】の記載を削除し、明細書段落番号【０００７】の
「又、本発明に係る窒化アルミニウム焼結体の製造方法は、窒化アルミニウム粉末に希土類酸化物を混合して焼結し、焼結体を１０℃／分未満の冷却速度で冷却するものである。」を、
「又、本発明に係る窒化アルミニウム焼結体の製造方法は、窒化アルミニウム粉末にイットリアをアルミナと共に混合して焼結し、焼結体を３℃／分以下の冷却速度で冷却するもので、前記イットリア及びアルミナは、窒化アルミニウム焼結体全体に対するイットリウムーアルミニウムー酸素化合物の粒界相の割合が８.６容積％となりイットリア／アルミナ比がモル比で０.９４であるように前記窒化アルミニウム粉末に混合される。」と訂正し、明細書段落番号【０００８】の記載を削除する。
　明細書段落番号【０００９】の
「【発明の実施の形態】
　窒化アルミニウム焼結体は等軸状粒子で構成されているために、クラックのデフレクンョン効果による破壊靱性の向上が期待できない。窒化アルミニウムに助剤としてイットリアを添加した場合、Ａｌ２Ｙ４Ｏ９（以下、ＹＡＭと称する）、ＡｌＹＯ３（同、ＹＡＰ）及びＹ３Ａｌ５Ｏ１２（同、ＹＡＧ）などのイットリアーアルミナ結晶が単独もしくは共存状態で粒界相として析出する。これらのイットリアーアルミナ結晶のなかで、ＹＡＭは結晶の異方性が高いことが知られている。そこで、異方性ＹＡＭの析出条件を検討し、ＹＡＭ生成による窒化アルミニウム焼結体の高靱性化を試みた。その結果、窒化アルミニウム焼結体の粒界にＹＡＭを生成させるためにイットリア及びアルミナを窒化アルミニウム粉末に添加して焼結し、焼結後に徐冷すると、焼結体に柱状組織が析出するという知見が得られた。この様にして得られる窒化アルミニウム焼結体では、クラックは柱状組織の存在によって粒界に沿って進行し、焼結体の破壊靭性値は従来の窒化アルミニウム焼結体に比べて２倍程度高いことが確認された。」を、明瞭でない記載の釈明を目的として、
「【発明の実施の形態】
　窒化アルミニウム焼結体は等軸状粒子で構成されているために、クラックのデフレクション効果による破壊靱性の向上が期待できない。窒化アルミニウムに助剤としてイットリアを添加した場合、Ａｌ２Ｙ４Ｏ９（以下、ＹＡＭと称する）、ＡｌＹＯ３（同、ＹＡＰ）及びＹ３Ａｌ５Ｏ１２（同、ＹＡＧ）などのイットリアーアルミナ結晶が単独もしくは共存状態で粒界相として析出する。これらのイットリアーアルミナ結晶のなかで、ＹＡＭは結晶の異方性が高いことが知られている。そこで、異方性ＹＡＭの析出条件を検討し、ＹＡＭ生成による窒化アルミニウム焼結体の高靱性化を試みた。その結果、窒化アルミニウム焼結体の粒界にＹＡＭを生成させるためにイットリア及びアルミナを窒化アルミニウム粉末に添加して焼結し、焼結後に徐冷すると、焼結体に柱状粒子が析出するという知見が得られた。この様にして得られる窒化アルミニウム焼結体では、クラックは柱状粒子の存在によって粒界に沿って進行し、焼結体の破壊靭性値は従来の窒化アルミニウム焼結体に比べて２倍程度高いことが確認された。」と訂正する。
　Ｃ）明細書段落番号【００１２】の
「本発明の高靱性窒化アルミニウム焼結体の製造においては、まず、窒化アルミニウム粉末に希土類酸化物を添加する。添加の際にアルコールなどの分散媒を用いて混合することかでき、粉末が均一に混合されたら適宜乾燥して分散媒を除去すればよい。窒化アルミニウム粉末は一般的に使用されるものから適宜選択して用いることができる。希土類酸化物には、イットリウム、スカンジウム、ランタノイド元素及びアクチノイド元素からなる希土類元素の酸化物があり、好ましくはイットリアが用いられる。焼結によって窒化アルミニウム粒界に生成する希土類元素−アルミニウム−酸素化合物相つまり希土類酸化物−アルミナ相は、前述したイットリアによる場合のように、組成の異なる複数種の結晶が生じ得、例えば、イットリア／アルミナ比が０.９４であると、ＹＡＭ及びＹＡＰの相が生成する。従って、イットリアの添加量は、所望の粒界相の生成に適する希土類酸化物／アルミナ比、窒化アルミニウム粉末の酸素（アルミナ）含有量、及び、焼結体に生成させる粒界相の容積割合を考慮して適宜算定し、粒界相を生成するためのアルミナ量が不足する場合は必要に応じてアルミナ粉末を添加することができる。」を、明瞭でない記載の釈明を目的として、
「本発明の高靭性窒化アルミニウム焼結体の製造においては、まず、窒化アルミニウム粉末に希土類酸化物を添加する。添加の際にアルコールなどの分散媒を用いて混合することができ、粉末が均一に混合されたら適宜乾燥して分散媒を除去すればよい。窒化アルミニウム粉末は一般的に使用されるものから適宜選択して用いることができる。希士類酸化物には、イットリウム、スカンジウム、ランタノイド元素及ひアクチノイド元素からなる希土類元素の酸化物があり、好ましくはイットリアが用いられる。焼結によって窒化アルミニウム粒界に生成する希土類元素−アルミニウム‐酸素化合物相つまり希土類酸化物一アルミナ相は、前述したイットリアによる場合のように、組成の異なる複数種の結晶が生じ得、例えば、イットリア／アルミナ比がモル比で０.９４であると、ＹＡＭ及びＹＡＰの相が生成する。従って、イットリアの添加量は、所望の粒界相の生成に適する希土類酸化物／アルミナ比、窒化アルミニウム粉末の酸素（アルミナ）含有量、及び焼結体に生成させる粒界相の容積割合を考慮して適宜算定し、粒界相を生成するためのアルミナ量が不足する場合は必要に応じてアルミナ粉末を添加することができる。」と訂正する。
Ｄ）明細書段落番号【００１７】の
「（試料１）粒界相としてＹＡＭ及ひＹＡＰの混合相を形成するためにイットリア／アルミナ比が０.９４となるように、且つ、粒界相の全体に対する容積比が８.６容積％となるように、窒化アルミニウム粉末の酸素含有量を考慮して、窒化アルミニウム粉末、イットリア粉末及びアルミナ粉末を計量し、２一プロパノールを用いてボールミル中で混合した後に乾燥した。得られた混合粉を用いて一軸加圧成形により直径１４ｍｍ×厚さ４６ｍｍの円板状の成形体を作製した。」を、明瞭でない記載の釈明を目的として，
「（試料１）粒界相としてＹＡＭ及びＹＡＰの混合相を形成するためにイットリア／アルミナ比がモル比で０.９４となるように、且つ、粒界相の全体に対する容積比が８.６容積％となるように、窒化アルミニウム粉末の酸素含有量を考慮して、窒化アルミニウム粉末、イットリア粉末及びアルミナ粉末を計量し、２−プロパノールを用いてボールミル中で混合した後に乾燥した。得られた混合粉を用いて一軸加圧成形により直径１４ｍｍ×厚さ４６ｍｍの円板状の成形体を作製した。」と訂正する。
　Ｅ）明細書段落番号【００２６】の
「以上の結果から、焼結後の冷却速度を調整することにより、窒化アルミニウム焼結体の粒界相の形態を制御することができ、上記の柱状粒子のような異方性結晶組織の発現による破壊靱性の向上が実現されることを確認した。」を、明瞭でない記載の釈明を目的として、
「以上の結果から、焼結後の冷却速度を調整することにより、窒化アルミニウム焼結体の粒界相の形態を制御することができ、上記の柱状粒子のような異方性結晶相の発現による破壊靱性の向上が実現されることを確認した。」と訂正する。
　Ｆ）明細書段落番号【００２７】の
「【発明の効果】　
　以上述ベたように、本発明によれば、焼成後の冷却速度を制御することにより、窒化アルミニウム焼結体に柱状または針状組織の粒界相を発現でき、これにより高靭性及び高熱伝導性を有する窒化アルミニウム焼結体の製造が可能となる。従って、信頼性の高い構造材として使用することができ、工業的価値は極めて大である。」を、明瞭でない記載の釈明を目的として、
「【発明の効果】
　以上述べたように、本発明によれば、焼成後の冷却速度を制御することにより、窒化アルミニウム焼結体に柱状または針状粒子が析出した粒界相を発現でき、これにより高靭性及び高熱伝導性を有する窒化アルミニウム焼結体の製造が可能となる。従って、信頼性の高い構造材として使用することができ、工業的価値は極めて大である。」と訂正する。
イ.訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　訂正事項Ａ）は、請求項１で「希土類酸化物」を「イットリア」に限定し、イットリアを「アルミナと共に」混合することを付加し、窒化アルミニウム焼結体全体に対するイットリウムーアルミニウムー酸素化合物の粒界相の割合を限定し、さらに、イットリア/アルミナモル比を限定するものであり、また請求項３で、粒界相の成分及び組織を限定するものであり、いずれのものも、特許請求の範囲の減縮を目的とする訂正に該当し、また、この記載事項は訂正前請求項２および３、段落【００１２】、【００１７】に記載されているものであるから、新規事項の追加に該当せず、そしてまた実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　さらに、訂正事項Ｂ）〜Ｆ）も、特許請求の範囲の記載の訂正に伴い、これに、整合させるためのものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とした明細書の訂正に該当し、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
ウ．むすび　
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び第３項において準用する特許法第１２６条第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。  
 ３.特許異議申立について
（１）本件訂正発明
　本件訂正発明は、２．Ａ）に記載されたとおりである。
（２）特許異議申立ての理由の概要
　申立人は、甲第１〜２号証を提出して、（ａ）請求項１に係る発明は、甲第１号証又は甲第２号証に記載された発明と同一であるから、特許法第２９条第１項第３号の規定により許を受けることができないものである、（ｂ）請求項２に係る発明は、甲第１号証に記載された発明と同一であるから、特許法第２９条第１項第３号の規定により特許を受けることができないものである、又は、甲第１〜２号証に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものである、（ｃ）請求項３に係る発明は甲第１号証に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許を受けることができないものである、と主張している。さらに、異議申立人は、「冷却速度」、「希土類酸化物」、「イットリア/アルミナ比」、「柱状又は針状組織」について、明細書の記載不備があると主張する。
（３）証拠の記載内容
　甲第１〜２号証には、それぞれ以下の事項が記載されている。
甲第１号証（特開平５−２３８８３０号公報）：
（ａ）「【請求項４】窒化アルミニウム粉末に対して、粒界相形成成分として希土類元素およびアルカリ土類金属元素の少なくとも一方を添加した原料混合体を成形脱脂し、得られた成形体を１７００〜２０００℃の焼結温度で所定時間加熱焼結した後に、上記焼結温度から、上記希土類元素および/またはアルカリ土類金属元素により焼結時に形成された液相が凝固する温度までに至る焼結体の冷却速度を毎時１００℃以下に設定したことを特徴とする窒化アルミニウム焼結体の製造方法。」
（ｂ）「【００２２】希土類元素・・・は、窒化アルミニウム原料粉末に添加される。・・・、特に酸化イットリウム・・・が好ましい。」
甲第２号証（「Morphological Effect of  Second Phase on the　Thermal Conductivity of AlN Ceramics」「J. Am. Ceram. Soc.」７９[4]１０６６−１０７２頁、１９９６年：
（ａ）「（１）試料の製造
　出発原料は、市販のＡＩＮ粉末（Ｆ等級、徳山曹達、日本国東京）、および焼結助剤としてのＹ２Ｏ３（ファイングレード、ヘルマンＣ、ドイツ国ベルリン市スターク）である。このＹ２Ｏ３粉末をＡＩＮ粉末に対して２〜８重量％の範囲内の量で添加し、この混合物を１２時間にわたってボールミル中で２−プロパノールを液状媒体として使用して湿式混合した。混合後、スラリーを家庭用マイクロウエーブオーブン中で乾燥し、６０℃で真空オーブン中で完全に乾燥させた。こうして乾燥した粉末を一軸プレス法によって直径１６ｍｍに成形し、次いで２００ＭＰａでコールドアイソスタティックプレスを行った。この圧密物を、ＢＮの粉末床を収容する被覆ＢＮルツボ中に収容した。次いで、この試料を１８００℃と１９００℃との間の温度で２〜４時間窒素雰囲気中でグラファイト製抵抗炉（アストロ　サーマルテクノロジー社、カリフォルニア州サンタバーバラ)中で焼結させた。　」（第１０６６頁右欄２４〜３９行）
（ｂ）図２には、１８５０〜１９００℃で焼結した後、３℃/minの低速度、及び（６０℃/min、２５℃/min）の高速度で窒化アルミニウム粉末を冷却することが示されている。
（４）当審の判断
　訂正後の請求項１（以下、「本件発明１」という。）と甲第１号証に記載された発明とを比較する。
　甲第１号証には、上記３（３）甲第１号証（ａ）及び（ｂ）の記載から明らかなように、窒化アルミニウム粉末に対して、粒界相形成成分としてイットリア（酸化イットリウムに同じ）を混合して１８００℃以上の温度で焼結し、焼結体を３℃/分以下（甲第１号証に記載の「冷却速度毎時１００℃以下」は本件発明１の「３℃/分以下」と重複する）の冷却速度で冷却する窒化アルミニウム焼結体の製造方法に関する発明（以下、「甲１発明」という。）が記載されていると云うことができる。
　本件発明１と甲１発明とは、この点で一致し、以下の点で相違する。
相違点：本件発明では、イットリア及びアルミナが混合され、かつ、該イットオリア及びアルミナは、窒化アルミニウム焼結体全体に対するイットリウムーアルミニウムー酸素化合物の粒界相の割合が８．６容積％となりイットリア/アルミナ比がモル比で０．９４であるように窒化アルミニウム粉末に混合混合されるのに対し、甲１発明では、かかる限定はしていない点。
　この相違点につき検討する。
　本件明細書の記載によると、イットリア/アルミナ比がモル比で０．９４となるように、且つ、窒化アルミニウム焼結体全体に対するイットリウムーアルミニウムー酸素化合物の粒界相の割合が８．６容積％となるように窒化アルミニウム粉末に、イットリア及びアルミナを混合し、そして、冷却速度を３℃/分以下とすることにより、同焼結体において、高い破壊靱性値と高い熱伝導率を達成するものである（表１参照）。
　これに対して、甲１発明では、前記したモル比及び粒界相の割合を規定するものではなく、これらの規定と破壊靱性との関連については教示するところがない。
　してみれば、本件発明１は、甲１発明と同一でないばかりか、甲１発明に基づいて当業者が容易に発明することができたものであるということもできない。
　次に、甲第２号証の記載をみると、そこには、窒化アルミニウム焼結体を異なる冷却速度で冷却した場合の、熱伝導性の違いが記載されている。しかし、同号証では、イットリアとアルミナとを共に用いること、そして、所定のイットリア/アルミナ比となし、かつ、イットリアーアルミニウムー酸素化合物の粒界相の割合を所定の値となすことが示されず、また、これらの規定と破壊靱性との関連についても教示されない。
　してみれば、甲第２号証の記載を併せてみても、甲１発明において、上記相違点に関する構成を適用することが、当業者の容易に導き出せるものではない。
　このように、相違点に関する構成が容易に想到することができないのであるから、本件発明１は、甲１発明及び甲第２号証に記載された発明と同一でないばかりかこれらの発明に基づいて当業者が容易に発明することができたものであるとすることもできない。
　訂正後の請求項２に係る発明は本件発明１を引用するものであるから、甲１発明と同一でないばかりか甲１発明及び甲第２号証に記載された発明から、当業者が容易に発明をすることでできたものではなく、また、訂正後の請求項３に係る発明は本件発明１または訂正後の請求項２にかかる製造法によって製造される焼結体であるから、前記した理由と同様な理由で、甲１発明及び甲第２号証に記載された発明から当業者が容易に発明することができたものではない。
　特許異議申立人は、さらに、明細書の記載不備を主張するが、明細書の記載を精査するも、問題となるような不備があるとすることはできない。
４むすび
　以上のとおり、本件発明の特許は、特許異議申立の理由によっては、取り消すことができない。
　また、他に本件発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１４年５月２１日（２００２．５．２１）
【訂正の要旨】
　ア．訂正の内容
Ａ）特許請求の範囲の請求項１〜３
「【請求項１】窒化アルミニウム粉末に希土類酸化物を混合して１８００℃以上の温度で焼結し、焼結体を３℃／分以下の冷却速度で冷却することを特徴とする窒化アルミニウム焼結体の製造方法。
　【請求項２】前記希土類酸化物はアルミナと共に混合され、前記焼結の温度は１９００℃であり，焼結体の冷却速度は２℃／分である請求項１記載の窒化アルミニウム焼結体の製造方法。
　【請求項３】請求項１又は２に記載の製造方法によって製造され、希土類元素−アルミニウム−酸素化合物の針状又は柱状組織の粒界相を全体に対して８．６容積％の割合で有し、前記希土類元素がイットリウムである窒化アルミニウム焼結体。」を
「【請求項１】窒化アルミニウム粉末にイットリアをアルミナと共に混合して１８００℃以上の温度で焼結し、焼結体を３℃／分以下の冷却速度で冷却する窒化アルミニウム焼結体の製造方法であって、前記イットリア及びアルミナは、窒化アルミニウム焼結体全体に対するイットリウムーアルミニウムー酸素化合物の粒界相の割合が８．６容積％となりイットリア／アルミナ比がモル比で０．９４であるように前記窒化アルミニウム粉末に混合されることを特徴とする窒化アルミニウム焼結体の製造方法。
　【請求項２】前記焼結の温度は１９００℃であり、焼結体の冷却速度は２℃／分である請求項１記載の窒化アルミニウム焼結体の製造方法。
　【請求項３】請求項１又は２に記載の製造方法によって製造され、窒化アルミニウム粒界に、Ａｌ２Ｙ４Ｏ９及びＡＩＹＯ３からなる柱状粒子が析出した窒化アルミニウム焼結体。」と訂正する。
　これに伴い特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合をとるため、明瞭でない記載の釈明を目的として、明細書段落番号【０００５】の
「【課題を解決するための手段】
　本発明に係る窒化アルミニウム焼結体は、希土類元素ーアルミニウム−酸素化合物の針状又は柱状組織の粒界相を有する。」を、
「【課題を解決するための手段】
　本発明に係る窒化アルミニウム焼結体は、窒化アルミニウム粒界に、Ａ１２Ｙ４Ｏ９及びＡＩＹＯ３からなる柱状粒子が析出した窒化アルミニウム焼結体である。」
と訂正し、明細書段落番号【０００６】の記載を削除し、明細書段落番号【０００７】の
「又、本発明に係る窒化アルミニウム焼結体の製造方法は、窒化アルミニウム粉末に希土類酸化物を混合して焼結し、焼結体を１０℃／分未満の冷却速度で冷却するものである。」を、
「又、本発明に係る窒化アルミニウム焼結体の製造方法は、窒化アルミニウム粉末にイットリアをアルミナと共に混合して焼結し、焼結体を３℃／分以下の冷却速度で冷却するもので、前記イットリア及びアルミナは、窒化アルミニウム焼結体全体に対するイットリウムーアルミニウムー酸素化合物の粒界相の割合が８．６容積％となりイットリア／アルミナ比がモル比で０．９４であるように前記窒化アルミニウム粉末に混合される。」と訂正し、明細書段落番号【０００８】の記載を削除する。
　Ｂ）明細書段落番号【０００９】の
「【発明の実施の形態】
　窒化アルミニウム焼結体は等軸状粒子で構成されているために、クラックのデフレクンョン効果による破壊靭性の向上が期待できない。窒化アルミニウムに助剤としてイットリアを添加した場合、Ａ１２Ｙ４Ｏ９（以下、ＹＡＭと称する）、ＡＩＹＯ３（同、ＹＡＰ）及びＹ３Ａ１５Ｏ１２（同、ＹＡＧ）などのイットリアーアルミナ結晶が単独もしくは共存状態で粒界相として析出する。これらのイットリアーアルミナ結晶のなかで、ＹＡＭは結晶の異方性が高いことが知られている。そこで、異方性ＹＡＭの析出条件を検討し、ＹＡＭ生成による窒化アルミニウム焼結体の高靱性化を試みた。その結果、窒化アルミニウム焼結体の粒界にＹＡＭを生成させるためにイットリア及びアルミナを窒化アルミニウム粉末に添加して焼結し、焼結後に徐冷すると、焼結体に柱状組織が析出するという知見が得られた。この様にして得られる窒化アルミニウム焼結体では、クラックは柱状組織の存在によって粒界に沿って進行し、焼結体の破壊靭性値は従来の窒化アルミニウム焼結体に比べて２倍程度高いことが確認された。」を、明瞭でない記載の釈明を目的として、
「【発明の実施の形態】
　窒化アルミニウム焼結体は等軸状粒子で構成されているために、クラックのデフレクション効果による破壊靱性の向上が期待できない。窒化アルミニウムに助剤としてイットリアを添加した場合、Ａ１２Ｙ４Ｏ９（以下、ＹＡＭと称する）、ＡＩＹＯ３（同、ＹＡＰ）及びＹ３Ａ１５Ｏ１２（同、ＹＡＧ）などのイットリアーアルミナ結晶が単独もしくは共存状態で粒界相として析出する。これらのイットリアーアルミナ結晶のなかで、ＹＡＭは結晶の異方性が高いことが知られている。そこで、異方性ＹＡＭの析出条件を検討し、ＹＡＭ生成による窒化アルミニウム焼結体の高靱性化を試みた。その結果、窒化アルミニウム焼結体の粒界にＹＡＭを生成させるためにイットリア及びアルミナを窒化アルミニウム粉末に添加して焼結し、焼結後に徐冷すると、焼結体に柱状粒子が析出するという知見が得られた。この様にして得られる窒化アルミニウム焼結体では、クラックは柱状粒子の存在によって粒界に沿って進行し、焼結体の破壊靭性値は従来の窒化アルミニウム焼結体に比べて２倍程度高いことが確認された。」と訂正する。
　Ｃ）明細書段落番号【００１２】の
「本発明の高靱性窒化アルミニウム焼結体の製造においては、まず、窒化アルミニウム粉末に希土類酸化物を添加する。添加の際にアルコールなどの分散媒を用いて混合することかでき、粉末が均一に混合されたら適宜乾燥して分散媒を除去すればよい。窒化アルミニウム粉末は一般的に使用されるものから適宜選択して用いることができる。希土類酸化物には、イットリウム、スカンジウム、ランタノイド元素及びアクチノイド元素からなる希土類元素の酸化物があり、好ましくはイットリアが用いられる。焼結によって窒化アルミニウム粒界に生成する希土類元素−アルミニウム−酸素化合物相つまり希土類酸化物−アルミナ相は、前述したイットリアによる場合のように、組成の異なる複数種の結晶が生じ得、例えば、イットリア／アルミナ比が０．９４であると、ＹＡＭ及びＹＡＰの相が生成する。従って、イットリアの添加量は、所望の粒界相の生成に適する希土類酸化物／アルミナ比、窒化アルミニウム粉末の酸素（アルミナ）含有量、及び、焼結体に生成させる粒界相の容積割合を考慮して適宜算定し、粒界相を生成するためのアルミナ量が不足する場合は必要に応じてアルミナ粉末を添加することができる。」を、明瞭でない記載の釈明を目的として、
「本発明の高靭性窒化アルミニウム焼結体の製造においては、まず、窒化アルミニウム粉末に希土類酸化物を添加する。添加の際にアルコールなどの分散媒を用いて混合することができ、粉末が均一に混合されたら適宜乾燥して分散媒を除去すればよい。窒化アルミニウム粉末は一般的に使用されるものから適宜選択して用いることができる。希士類酸化物には、イットリウム、スカンジウム、ランタノイド元素及ひアクチノイド元素からなる希土類元素の酸化物があり、好ましくはイットリアが用いられる。焼結によって窒化アルミニウム粒界に生成する希土類元素−アルミニウム‐酸素化合物相つまり希土類酸化物一アルミナ相は、前述したイットリアによる場合のように、組成の異なる複数種の結晶が生じ得、例えば、イットリア／アルミナ比がモル比で０．９４であると、ＹＡＭ及びＹＡＰの相が生成する。従って、イットリアの添加量は、所望の粒界相の生成に適する希土類酸化物／アルミナ比、窒化アルミニウム粉末の酸素（アルミナ）含有量、及び焼結体に生成させる粒界相の容積割合を考慮して適宜算定し、粒界相を生成するためのアルミナ量が不足する場合は必要に応じてアルミナ粉末を添加することができる。」と訂正する。
Ｄ）明細書段落番号【００１７】の
「（試料１）
　粒界相としてＹＡＭ及ひＹＡＰの混合相を形成するためにイットリア／アルミナ比が０．９４となるように、且つ、粒界相の全体に対する容積比が８．６容積％となるように、窒化アルミニウム粉末の酸素含有量を考慮して、窒化アルミニウム粉末、イットリア粉末及びアルミナ粉末を計量し、２一プロパノールを用いてボールミル中で混合した後に乾燥した。得られた混合粉を用いて一軸加圧成形により直径１４ｍｍ×厚さ４６ｍｍの円板状の成形体を作製した。」を、明瞭でない記載の釈明を目的として，
「（試料１）
　粒界相としてＹＡＭ及びＹＡＰの混合相を形成するためにイットリア／アルミナ比がモル比で０．９４となるように、且つ、粒界相の全体に対する容積比が８．６容積％となるように、窒化アルミニウム粉末の酸素含有量を考慮して、窒化アルミニウム粉末、イットリア粉末及びアルミナ粉末を計量し、２−プロパノールを用いてボールミル中で混合した後に乾燥した。得られた混合粉を用いて一軸加圧成形により直径１４ｍｍ×厚さ４６ｍｍの円板状の成形体を作製した。」と訂正する。
　Ｅ）明細書段落番号【００２６】の
「以上の結果から、焼結後の冷却速度を調整することにより、窒化アルミニウム焼結体の粒界相の形態を制御することができ、上記の柱状粒子のような異方性結晶組織の発現による破壊靱性の向上が実現されることを確認した。」を、明瞭でない記載の釈明を目的として、
「以上の結果から、焼結後の冷却速度を調整することにより、窒化アルミニウム焼結体の粒界相の形態を制御することができ、上記の柱状粒子のような異方性結晶相の発現による破壊靱性の向上が実現されることを確認した。」と訂正する。
　Ｆ）明細書段落番号【００２７】の
「【発明の効果】
　以上述べたように、本発明によれば、焼成後の冷却速度を制御することにより、窒化アルミニウム焼結体に柱状または針状組織の粒界相を発現でき、これにより高靭性及び高熱伝導性を有する窒化アルミニウム焼結体の製造が可能となる。従って、信頼性の高い構造材として使用することができ、工業的価値は極めて大である。」を、明瞭でない記載の釈明を目的として、
「【発明の効果】
　以上述べたように、本発明によれば、焼成後の冷却速度を制御することにより、窒化アルミニウム焼結体に柱状または針状粒子が析出した粒界相を発現でき、これにより高靭性及び高熱伝導性を有する窒化アルミニウム焼結体の製造が可能となる。従って、信頼性の高い構造材として使用することができ、工業的価値は極めて大である。」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　窒化アルミニウム粉末に
イットリア
アルミナと共に
窒化アルミニウム焼結体の製造方法であって、前記イットリア及びアルミナは、窒化アルミニウム焼結体全体に対するイットリウム−アルミニウム−酸素化合物の粒界相の割合が８．６容積％となりイットリア／アルミナ比がモル比で０．９４であるように前記窒化アルミニウム粉末に混合される
　【請求項２】
　前
　【請求項３】　請求項１又は２に記載の製造方法によって製造され、
窒化アルミニウム粒界に、Ａｌ２Ｙ４Ｏ９及びＡｌＹＯ３からなる柱状粒子が析出した
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は、窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法に関し、詳しくは、高熱伝導性と高靭性とを兼ね備え、半導体回路基板やプリント配線基板などを製造するための電気絶縁材料や高熱伝導性及び高靭性を要する機械部品を製造するための構造材料としての使用に適した高靭性窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　窒化アルミニウムは、高い熱伝導性及び珪素に近い熱膨張率並びに高い電気絶縁性を有するために、半導体実装用放熱性基板材料として注目され、更なる改良が研究されている。例えば、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｌｅｔｔｅｒ，ｖｏｌ．１１，１５０８（１９９２）には、窒化アルミニウムの焼結性及び熱伝導特性の向上を図るために、窒化アルミニウム粉末に少量のイットリア、希土類酸化物又はアルカリ土類金属酸化物を添加して焼結する方法が記載されている。これにおいては、酸化物の添加量は数％であり、焼成は１８００℃以上で数時間行われる。
　【０００３】
　【発明が解決しようとする課題】
　しかしながら、得られる焼結体の破壊靭性は低く、例えば、前述の従来方法で得られる焼結体の破壊靭性値は概して１〜２ＭＰａ・ｍ１／２である。このようなことから、窒化アルミニウム焼結体は構造部品用材料としては普及されていない。
　【０００４】
　本発明は、これらの状況に鑑みて成されたもので、高靭性を有する窒化アルミニウム焼結体を提供することを目的としている。
　【０００５】
　【課題を解決するための手段】
　本発明に係る窒化アルミニウム焼結体は、
窒化アルミニウム粒界に、Ａｌ２Ｙ４Ｏ９及びＡｌＹＯ３からなる柱状粒子が析出した
　【０００６】
　又、本発明に係る窒化アルミニウム焼結体の製造方法は、窒化アルミニウム粉末に
イットリア
アルミナと共に
３
以下
、前記イットリア及びアルミナは、窒化アルミニウム焼結体全体に対するイットリウム−アルミニウム−窒素化合物の粒界相の割合が８．６溶積％となりイットリア／アルミナ比がモル比で０．９４であるように前記窒化アルミニウム粉末に混合される
　【０００７】
　【発明の実施の形態】
　窒化アルミニウム焼結体は等軸状粒子で構成されているために、クラックのデフレクション効果による破壊靭性の向上が期待できない。窒化アルミニウムに助剤としてイットリアを添加した場合、Ａｌ２Ｙ４Ｏ９（以下、ＹＡＭと称する）、ＡｌＹＯ３（同、ＹＡＰ）及びＹ３Ａｌ５Ｏ１２（同、ＹＡＧ）などのイットリア−アルミナ結晶が単独もしくは共存状態で粒界相として析出する。これらのイットリア−アルミナ結晶のなかで、ＹＡＭは結晶の異方性が高いことが知られている。そこで、異方性ＹＡＭの析出条件を検討し、ＹＡＭ生成による窒化アルミニウム焼結体の高靭性化を試みた。その結果、窒化アルミニウム焼結体の粒界にＹＡＭを生成させるためにイットリア及びアルミナを窒化アルミニウム粉末に添加して焼結し、焼結後に徐冷すると、焼結体に柱状
粒子
粒子
　【０００８】
　このような結果を踏まえて研究を重ねた結果、本発明は、窒化アルミニウム粉末に希土類酸化物を添加して焼結し、焼結後に徐冷して希土類元素−アルミニウム−酸素化合物（希土類酸化物−アルミナ）の異方性結晶による粒界相を生成させる窒化アルミニウム焼結体の製造方法を提案する。この方法によって、異方性結晶による粒界相を有する窒化アルミニウム焼結体が得られ、４ＭＰａ・ｍ１／２以上の高い破壊靭性及び１５０Ｗ／ｍＫ以上の高い熱伝導性を有する窒化アルミニウム焼結体の製造が可能となる。
　【０００９】
　以下、本発明を詳細に説明する。
　【００１０】
　本発明の高靭性窒化アルミニウム焼結体の製造においては、まず、窒化アルミニウム粉末に希土類酸化物を添加する。添加の際にアルコールなどの分散媒を用いて混合することができ、粉末が均一に混合されたら適宜乾燥して分散媒を除去すればよい。窒化アルミニウム粉末は一般的に使用されるものから適宜選択して用いることができる。希土類酸化物には、イットリウム、スカンジウム、ランタノイド元素及びアクチノイド元素からなる希土類元素の酸化物があり、好ましくはイットリアが用いられる。焼結によって窒化アルミニウム粒界に生成する希土類元素−アルミニウム−酸素化合物相つまり希土類酸化物−アルミナ相は、前述したイットリアによる場合のように、組成の異なる複数種の結晶が生じ得、例えば、イットリア／アルミナ比が
モル比で
　【００１１】
　上述に従って希土類酸化物粉末及び必要に応じてアルミナ粉末を添加した窒化アルミニウム粉末は、適宜成形して、非酸化性雰囲気中で焼結する。成形は、一軸加圧による方法、溶媒やバインダーを添加して行うドクターブレード法、型に粉末を投入するのみの自重による成形などの一般的な成形方法から適宜選択することができる。焼結温度及び時間は、少なくとも窒化アルミニウム粒界に希土類元素−アルミニウム−酸素化合物の液相が生成可能な程度以上に設定し、通常、約１８００℃以上で２時間程度、好ましくは１９００℃程度の温度で焼結する。
　【００１２】
　焼結後、希土類元素−アルミニウム−酸素化合物の液相から針状晶や柱状晶などの異方性結晶相が生成するように冷却速度を制御しながら窒化アルミニウム焼結体を冷却する。この冷却速度は、１０℃／分未満、好ましくは５℃／分以下、より好ましくは２℃／分程度とする。
　【００１３】
　上述に従って得られる窒化アルミニウム焼結体は、高い破壊靭性及び熱伝導性を有するので、これを用いて作製した基板は、窒化アルミニウムの高靭性化により、従来の基板に比べて厚さを薄くでき、これを用いた電子部品などの小型化が図られるなどの利点を有する。又、高靭性化により、構造用部品材料として使用した場合に高い信頼性が得られ、基板材料以外の用途においても窒化アルミニウム焼結体の利用価値を飛躍的に高めることができる。
　【００１４】
　【実施例】
　以下、本発明について実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって何等限定されるものではない。
　【００１５】
　（試料１）
　粒界相としてＹＡＭ及びＹＡＰの混合相を形成するためにイットリア／アルミナ比が
モル比で
　【００１６】
　得られた成形体を電気炉中に配置して高温に加熱して焼結を行った。焼結条件は、昇温速度を１０℃／分として１９００℃で３時間保持した。また、焼結は窒素ガス雰囲気中で行った。この後、焼結体の冷却速度が２℃／分となるように雰囲気温度を制御して常温まで焼結体を冷却した。
　【００１７】
　得られた焼結体の密度をアルキメデス法により、熱伝導率をレーザーフラッシュ法により、破壊靭性を圧痕法によって各々測定した。これらの結果を表１に示す。又、焼結体の研磨面の微構造の分析をＳＥＭにより、組織の元素分析をＥＰＭＡにより、結晶相の同定をＸ線回折法により各々行った。
　【００１８】
　（試料２〜６）
　焼結後の冷却速度を、各々、３℃／分（試料２）、５℃／分（試料３）、１０℃／分（試料４）、１００℃／分（試料５）及び６００℃／分（試料６）に変更したこと以外は試料１と同様の操作を繰り返して焼結体を製造し、測定及び分析を行った。測定により得られた密度、熱伝導率及び破壊靭性を表１に示す。
　【００１９】
　【表１】
　【００２０】
　アルキメデス法により測定した試料１〜６の窒化アルミニウム焼結体の密度はいずれも窒化アルミニウムの理論密度を超え、いずれの焼結体も緻密化していた。
　【００２１】
　表１の結果では、焼結後の冷却速度を６００℃／分から２℃／分に変化させると熱伝導率は１４０Ｗ／ｍＫから１７８Ｗ／ｍＫに増加しており、明らかに、冷却速度の低下により得られる焼結体の熱伝導率は上昇する傾向にある。又、破壊靭性は冷却速度が遅くなるに従って増加し、冷却速度が２℃／分において５ＭＰａ・ｍ１／２を示した。この破壊靭性値は、従来の窒化アルミニウム焼結体の破壊靭性値に比べて２倍以上高いものである。
　【００２２】
　試料１の窒化アルミニウム焼結体の研磨面に圧痕を打ち込みクラックが発生したものの研磨面をＳＥＭにより撮影した写真を図１に示す。この焼結体では、窒化アルミニウム粒界に白い柱状粒子が析出しているのが観察される。この白い柱状粒子は、ＥＰＭＡ分析においてイットリウムの強いピークを示し、Ｘ線回折の結果からＹＡＭ及びＹＡＰからなる相に対応する。これに対し、試料４及び６の焼結体を同様に分析すると、写真で白く表れるＹＡＭ及びＹＡＰからなる相は球状窒化アルミニウム粒子の隙間に存在したが、柱状粒子は観察されなかった。
　【００２３】
　又、図１において、クラックは白い柱状粒子や窒化アルミニウム粒子に沿って進行しているのが分かる。これに対し、試料４及び６の焼結体では、クラックが球状窒化アルミニウム粒子内を通過し、典型的な粒内破壊を示していた。このようなことから、破壊モードの違いが破壊靭性に強い影響を与えていると考えられる。
　【００２４】
　以上の結果から、焼結後の冷却速度を調整することにより、窒化アルミニウム焼結体の粒界相の形態を制御することができ、上記の柱状粒子のような異方性結晶
相
　【００２５】
　【発明の効果】
　以上述べたように、本発明によれば、焼成後の冷却速度を制御することにより、窒化アルミニウム焼結体に柱状または針状
粒子が析出した
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明に係る窒化アルミニウム焼結体の研磨面のＳＥＭ写真である。