【事件の表示】
　特許第３００２６４２号「窒化珪素粉末、窒化珪素焼結体及びそれを用いた回路基板」の請求項３、５ないし８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３００２６４２号の請求項３、５ないし８に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続きの経緯
　本件特許第３００２６４２号発明は、平成８年５月３１日に出願され、平成１１年１１月１２日にその特許の設定登録がなされたものである。
　これに対し、高柳馨より特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内の平成１２年１２月１８日付けで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
（１）訂正事項
　平成１２年１２月１８日付けの訂正請求は、特許請求の範囲の減縮、誤記の訂正及び明りょうでない記載の釈明を目的として、次の訂正事項１乃至７のとおりに訂正するものである。
「特許請求の範囲」の欄
訂正事項１：請求項３を次のとおりに訂正する。
「【請求項３】焼結体の切断面の観察において、結晶成長の核となったβ型窒化珪素粒子からなる中心部とその周辺に析出・成長したβ型窒化珪素からなる周辺部が識別できる窒化珪素粒子を含有する窒化珪素焼結体であって、前記中心部の短軸径が０．５μｍ以下の窒化珪素粒子を前記中心部と周辺部が識別できる窒化珪素粒子全体の８０個数％以上含有することを特徴とする窒化珪素焼結体。」
「発明の詳細な説明」の欄
訂正事項２：明細書段落【０００３】の「得られる焼結体の強度、靭性等の機械的特性が向上するとが知られているからである。」を「得られる焼結体の強度、靭性等の機械的特性が向上することが知られているからである。」と訂正する。
訂正事項３：明細書段落【００１１】の「又、本発明は、焼結体の切断面の観察において中心部と周辺部が識別できる窒化珪素粒子を含有する窒化珪素焼結体であって、」を「又、本発明は、焼結体の切断面の観察において結晶成長の核となったβ型窒化珪素粒子からなる中心部とその周辺に析出・成長したβ型窒化珪素からなる周辺部が識別できる窒化珪素粒子を含有する窒化珪素焼結体であって、」と訂正する。
訂正事項４：明細書段落【００２５】の「それらを個々に粉砕及び／又は分級して混合することによりより製造できる。」を「それらを個々に粉砕及び／又は分級して混合することにより製造できる。」と訂正する。
訂正事項５：明細書段落【００２８】を次のとおりに訂正する。
「次に、本発明の窒化珪素焼結体は、焼結体の切断面の観察において結晶成長の核となったβ型窒化珪素粒子からなる中心部とその周辺に析出・成長したβ型窒化珪素からなる周辺部が識別できる窒化珪素粒子を含むものである。焼結体中のβ型窒化珪素粒子は、三次元にランダムに配向しており、β型窒化珪素粒子中に結晶成長の核となるβ型窒化珪素粒子が存在していても、切断面において、この核粒子が必ずしも観察されるとは限らない。本発明の窒化珪素焼結体は、結晶成長の核となったβ型窒化珪素粒子からなる中心部が含まれることが特徴であり、焼結体の切断面の観察において中心部と周辺部が識別できる窒化珪素粒子を含むものである。」
訂正事項６：明細書段落【００３５】の「粗大柱状粒子が大きくなるすぎて、」を「粗大柱状粒子が大きくなりすぎて、」と訂正する。
訂正事項７：明細書段落【００５２】の「本発明のの窒化珪素焼結体」を「本発明の窒化珪素焼結体」と訂正する。
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　上記訂正事項１は、訂正前の請求項３の「中心部」と「周辺部」について技術的な限定をするものであるから、特許請求の範囲の減縮に該当するし、訂正事項２乃至７は、いずれも明りょうでない記載の釈明や誤記の訂正に該当する。
　そして、これら訂正事項は、いずれも特許明細書に記載した事項の範囲内でなされたものであるから新規事項の追加に該当せず、また当該訂正によって実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。
（３）むすび
　したがって、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第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．特許異議申立てについて
（１）本件訂正発明
　特許権者が請求した上記訂正は、上述したとおり、認容することができるから、特許異議申立ての対象である本件請求項３、５乃至８に係る発明（以下、それぞれ「本件訂正発明３、５乃至８」という）は、上記訂正に係る訂正明細書の特許請求の範囲の請求項３、５乃至８に記載された事項により特定される次のとおりのものである。
「【請求項３】焼結体の切断面の観察において、結晶成長の核となったβ型窒化珪素粒子からなる中心部とその周辺に析出・成長したβ型窒化珪素からなる周辺部が識別できる窒化珪素粒子を含有する窒化珪素焼結体であって、前記中心部の短軸径が０．５μｍ以下の窒化珪素粒子を前記中心部と周辺部が識別できる窒化珪素粒子全体の８０個数％以上含有することを特徴とする窒化珪素焼結体。
【請求項５】窒化珪素粒子の平均短軸径が１μｍ以下で、平均アスペクト比が３以上であることを特徴とする請求項３、又は請求項４記載の窒化珪素焼結体。
【請求項６】４点曲げ強度が１０００ＭＰａ以上、破壊靭性値が７ＭＰａ・ｍ１／２以上であることを特徴とする請求項３、又は請求項４記載の窒化珪素焼結体。
【請求項７】熱伝導率が３０Ｗ／（ｍＫ）以上であることを特徴とする請求項３、又は請求項４記載の窒化珪素焼結体。
【請求項８】請求項３、請求項４、請求項５、請求項６又は請求項７記載の窒化珪素焼結体を用いたことを特徴とする回路基板。」
（２）特許異議申立ての理由の概要
　特許異議申立人は、証拠方法として、甲第１号証乃至甲第４号証を提出して、本件の請求項３、５乃至８の発明に係る特許は、次の（イ）及び（ロ）の理由により取り消されるべきであると主張している。
（イ）本件請求項３、６乃至８に係る発明は、先願明細書である甲第１号証に記載された発明であるから、特許法第２９条の２の規定により特許を受けることができない。
（ロ）本件請求項３、５乃至８に係る発明は、甲第２号証乃至甲第４号証にそれぞれ記載された発明であるか、又は甲第２号証乃至甲第４号証に記載の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１項第３号又は同条第２項の規定により特許を受けることができない。
（３）証拠の記載内容
甲第１号証：特願平７−１８６００３号明細書及び図面（特開平９−３０８６６号公報参照）
（イ）「【請求項１】８５重量％以上９９重量％以下のβ型窒化ケイ素粒と残部が酸化物または酸窒化物の粒界相とから構成され、粒界相中にＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂのうちから選ばれる１種または２種以上の金属元素を０．５重量％以上１０重量％以下含有すると共に、粒界相中のＡｌ原子含有量が１重量％以下であり、気孔率が５％以下でかつβ型窒化ケイ素粒のうち短軸径５μｍ以上を持つものの割合が１０体積％以上６０体積％以下であることを特徴とする高熱伝導率窒化ケイ素質焼結体。
【請求項２】熱伝導率が８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、ＪＩＳ−Ｒ１６０７で制定されるＳＥＰＢ法で測定した破壊靭性が７ＭＰａ√ｍ以上、ＪＩＳ−Ｒ１６０１で制定される４点曲げ法で測定した曲げ強度が６００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１に記載の高熱伝導率窒化ケイ素質焼結体。
【請求項３】焼結体の切断面の観察において、短軸径が５μｍ以上を持つものの粒子の面積の合計が観察面積の１０面積％以上６０面積％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の高熱伝導率窒化ケイ素質焼結体。」（第１欄特許請求の範囲の欄）
（ロ）「本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、優れた強度と破壊靭性を持ち、機械的特性に優れていると共に、より一層優れた高熱伝導特性を持つことによって、例えば放熱特性の優れた半導体用絶縁基板の素材としても好適な窒化ケイ素質焼結体を得ることを目的としている。」（段落【００１２】）
（ハ）「そして、焼結体の微構造としては、β型窒化ケイ素の粒子の大きさが重要であり、β型窒化ケイ素粒のうち短軸径５μｍ以上を持つものの割合が１０体積％以上６０体積％以下であるものとするのがよい。ここで、β型窒化ケイ素粒のうち短軸径５μｍ以上を持つものの割合が１０体積％未満では粒子が細かいため熱伝導率が低下するので好ましくなく、６０体積％を超えると強度が低下するので好ましくない。」（段落【００２５】）
（ニ）「本発明で、粒子の大きさやその割合を規定した理由は次に示す通りである。β型窒化ケイ素粒のうち短軸径５μｍ以上を持つものの割合が１０体積％以上６０体積％以下であるものとしているのは、短軸径５μｍ以上を持つものの割合が１０体積％未満では粒子が細かいため熱伝導率が低下し、６０体積％を超えると強度が低下するためである。」（段落【００３４】）
（ホ）「さらにまた、請求項４に記載しているように、焼結体の切断面における線インターセプト法で測定したβ型窒化ケイ素粒の数平均粒径が０．８μｍ以上１０μｍ以下であるのがより好ましいとしているのは、０．８μｍ未満では粒子が細かいため熱伝導率が低下する傾向となり、１０μｍを超えると粒子が粗くなるため強度が低下する傾向となるためである。」（段落【００３６】）
（ヘ）「この場合、原料粉末は、α型窒化ケイ素、アモルファス、β型窒化ケイ素のいずれでも良く、また、これらの混合物であってもよい。しかし、特に、高熱伝導率を要求する場合は、請求項１５に記載しているように、α−Ｓｉ３Ｎ４含有率が９０重量％以上である窒化ケイ素原料粉末を用いるのがよい。この理由は、α型を出発とすると、出発原料は全て液相に溶解した後にβ相となるため、出発原料中の窒化ケイ素粒子内の不純物が粒界相中に除去されるためである。そして、α−Ｓｉ３Ｎ４含有率が９０重量％以上であるとその効果が大きい。また、高熱伝導率に加えて特に靭性にも優れたものとする場合は、請求項１６に記載しているように、β−Ｓｉ３Ｎ４含有率が８０重量％以上である窒化ケイ素原料粉末を用いるのがよい。この理由は、β型を出発とすると、出発原料中の粗大粒子が選択的に粒成長するため、柱状粒子が発達しやすいことによるものである。そして、β−Ｓｉ３Ｎ４含有率が８０重量％以上であるとその効果が大きい。」（段落【００４４】）
（ト）「実施例１〜２９
平均粒径０．５μｍ、Ａｌ含有量０．００５重量％、α−Ｓｉ３Ｎ４含有量９５重量％の窒化ケイ素粉末（粉末Ａ）、または、平均粒径０．８μｍ、Ａｌ含有量０．００４重量％、β−Ｓｉ３Ｎ４含有量９２重量％の窒化ケイ素粉末（粉末Ｃ）に、表１、表３、表５に示す組成の酸化物焼結助剤を添加し、エタノールを添加した湿式ボールミルにより９４時間混合粉砕した。次いで、空気中でスプレードライヤーを用いて乾燥した後、２０ＭＰａの圧力で金型成形したあと、２００ＭＰａの圧力でラバープレスを施すことにより、直径１３ｍｍ、高さ４ｍｍの円盤状成形体および６×６×５０ｍｍの直方体成形体を得た。次に、各成形体を黒鉛のガス圧炉を用いて、同じく表１、表３、表５に示す窒素ガス圧力、焼成温度、焼成時間の条件で焼成した。」（段落【００５４】）
甲第２号証：特開平７−８２０３２号公報
（イ）「【請求項１】窒化珪素に対し総量で８〜１６重量％の希土類金属酸化物とスピネル(ＭｇＡｌ２Ｏ４) を含み、粒状晶に観察される組織とその中に分散して存在する柱状晶に観察される組織からなり、前記粒状晶の平均径及び前記柱状晶の平均短径が０．２μｍ 以下であって、前記粒状晶が７０重量％以上存在し、かつ相対密度が理論密度の９９％以上であることを特徴とする窒化珪素焼結体。」（第２頁特許請求の範囲の欄）
（ロ）「本発明は、窒化珪素焼結体及びその製造方法に関する。更に詳しく述べるならば、本発明は、希土類金属酸化物粉末とＭｇＡｌ２Ｏ４ 粉末を焼結助剤として用いた、粒径の小さな窒化珪素焼結体及びその製造方法に関するものであり、この窒化珪素焼結体において硬度が向上する。」（段落【０００１】）
（ハ）「こうして、本発明の方法により低温高圧焼結された窒化珪素焼結体は、窒化珪素結晶粒の粒成長を抑制したままで緻密に焼結し、理論密度の９９％以上、さらには９９．５％以上の高密度で、かつビッカース硬度が１８００以上の高硬度を発現する。」（段落【００１７】）
（ニ）「なお、本発明の方法により得られる窒化珪素焼結体中の窒化珪素粒子は、図１のＳＥＭ写真に見られるように一般的な粒状晶に観察される組織と、その中に分散して存在する柱状晶に観察される組織とからなるが、粒状晶の平均径及び柱状晶の平均短径はいずれも０．２μｍ 以下であり、さらには粒状晶が７０％以上存在している。」（段落【００１８】）
（ホ）「実施例１
Ｓｉ３Ｎ４粉末（平均粒径０．２μｍ、α化率ほぼ１００％）に焼結助剤としてＹ２Ｏ３粉末（平均粒径０．３μｍ、純度９９．９％）、ＭｇＡｌ２Ｏ４粉末（平均粒径０．３μｍ、純度９９．９％）の添加量を表１に示すような組成で混合（Ｓｉ３Ｎ４製ボールミル）した各種粉末を２００Ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で加圧成形し、その成形体を薄ゴムにつめ真空封入後ＣＩＰにて３０００Ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で加圧後、この成形体を表１に示す条件でＮ２雰囲気中の炉内で焼結させた。」（段落【００２０】）
（ヘ）「また、試料Ｎｏ．１の焼結体をＸ線回折により、窒化珪素のα相とβ相の比率を求めた結果、α−Ｓｉ３Ｎ４含有率で７５％であった。出発材料中のα−Ｓｉ３Ｎ４は、焼結の間にβ−Ｓｉ３Ｎ４に転移し、この転移が焼結時の緻密化を促進すると従来言われていた。従って、通常緻密な窒化珪素焼結体においてはβ−Ｓｉ３Ｎ４が１００％であり、本発明の窒化珪素焼結体のようにα相を多量に含んだ緻密な焼結体は従来報告されていない。」（段落【００２７】）
甲第３号証：特開平４−２１２４４１号公報
（イ）「【請求項１】基板として使用するセラミックが、窒化珪素多結晶体であって、該多結晶体の結晶粒子が直線距離１０μｍ中に２０個以下含まれていることを特徴とするセラミック配線基板。」（第１欄特許請求の範囲の欄）
（ロ）「本発明は、熱伝導率の高い窒化珪素多結晶体を使用した熱放散性に優れたセラミック配線基板に関するものである。」（段落【０００１】）
（ハ）「粒子の個数は以下のようにして測定した。まず、走査型電子顕微鏡にて、窒化珪素体の任意断面における微構造をＳｉ３Ｎ４粒子を個々に識別できる倍率で写真に撮った。次に、写真に直線を描き、直線が横切る粒子の個数を計測した。粒子の数が１０００個を越えるまで視野を変えて直線を引き、１０００個の粒子を計測するのに要した直線の総距離Ｌ（μｍ)から (１０００／Ｌ）×１０により１０μｍ当りの個数に換算した。例えば、１０００個の粒子を計測するのに直線５００μｍを要したとすれば、１０μｍ当りの個数は２０個となる。窒化珪素はＮｏ．６を除いてβ相のみであった。Ｎｏ．６には若干のα相が検出された。」（段落【００３４】）
甲第４号証：「工業材料」Ｖｏｌ．３９、Ｎｏ．１３（株）日刊工業新聞社発行、１９９１年１０月号、第１１９頁乃至第１２１頁
（イ）「窒化ケイ素材料は、一般に図１に示すような微細構造をもち、・・・以下のポイントを満足するプロセスの開発より生まれた。
１．均一かつ微細で、アスペクト比の大きい窒化ケイ素結晶粒よりなる微細構造をもつこと。・・・平均結晶粒径（２μｍ以下）、アスペクト比（５以上）また、結晶粒の粒度分布を制御することにより、従来材料の５０％アップの強度向上を達成した。」（第１１９頁右欄最下行乃至第１２０頁右欄第３行）
（ロ）図１には、Ｓｉ３Ｎ４結晶粒径：ｄ、アスペクト比：ａ＝ｄ／Ｗであること、表１には、「高強度Ｓｉ３Ｎ４（ＮＳ４６１）の特性一覧表」が記載されている。
（４）当審の判断
（４−１）上記（イ）の主張に対して
（ｉ）本件訂正発明３について
　甲第１号証（以下、「先願明細書」という）には、「β型窒化珪素粒を含む窒化珪素焼結体」に関し、「８５重量％以上９９重量％以下のβ型窒化珪素粒と残部が酸化物または酸窒化物の粒界相とから構成され、かつβ型窒化珪素粒のうち短軸径５μｍ以上を持つものの割合が１０体積％以上６０体積％以下である高熱伝導率窒化珪素質焼結体」（上記（イ）参照）が記載され、またこの「窒化珪素質焼結体」の切断面の微細構造については、上記（ホ）の記載によれば、「その切断面の観察によるβ型窒化珪素粒の数平均粒径が０．８μｍ以上１０μｍ以下であるのがより好ましい」と記載されているから、先願明細書には、「焼結体の切断面の観察において、平均粒径が０．８μｍ以上１０μｍ以下のβ型窒化珪素粒子を含有する窒化珪素焼結体」の発明（以下、「先願明細書発明」という）が記載されていると云える。
　そこで、本件訂正発明３と先願明細書発明とを対比すると、両者は、共に「β型窒化珪素粒子を含有する窒化珪素焼結体」に係るものという点では一致するものの、その多くの点、すなわち次の点で相違していると云える。
相違点：本件訂正発明３は、「結晶成長の核となったβ型窒化珪素粒子からなる中心部とその周辺に析出・成長したβ型窒化珪素からなる周辺部が識別できる窒化珪素粒子を含有し、前記中心部の短軸径が０．５μｍ以下の窒化珪素粒子を前記中心部と周辺部が識別できる窒化珪素粒子全体の８０個数％以上含有する」のに対し、先願明細書発明は、このような「窒化珪素粒子」を有するか明らかでない点
　ところで、本件訂正発明３の主要な特徴である上記「結晶成長の核となったβ型窒化珪素粒子からなる中心部とその周辺に析出・成長したβ型窒化珪素からなる周辺部が識別できる窒化珪素粒子」については、本件特許明細書の段落【００１９】乃至【００２２】の記載によれば、α率が７０〜９８重量％の窒化珪素粉末中に「２〜１５重量％の粒子径０．６μｍ以下のβ型窒化珪素粒子」や「２〜５重量％の粒子径１．０〜３．０μｍβ型窒化珪素粒子」を原料として含有させることによって、上記「中心部と周辺部が識別できる窒化珪素粒子」をその焼結体中に生じさせることができると認められるから、この観点で上記相違点に関連する先願明細書の記載をさらに検討すると、先願明細書には、原料粉末について次のとおり記載されている。
「α−Ｓｉ３Ｎ４含有率が９０重量％以上である窒化ケイ素原料粉末を用いるのがよい。この理由は、α型を出発とすると、出発原料は全て液相に溶解した後にβ相となるため、出発原料中の窒化ケイ素粒子内の不純物が粒界相中に除去されるためである。そして、α−Ｓｉ３Ｎ４含有率が９０重量％以上であるとその効果が大きい。また、高熱伝導率に加えて特に靭性にも優れたものとする場合は、請求項１６に記載しているように、β−Ｓｉ３Ｎ４含有率が８０重量％以上である窒化ケイ素原料粉末を用いるのがよい。この理由は、β型を出発とすると、出発原料中の粗大粒子が選択的に粒成長するため、柱状粒子が発達しやすいことによるものである。」（上記（ヘ）参照）
「平均粒径０．５μｍ、Ａｌ含有量０．００５重量％、α−Ｓｉ３Ｎ４含有量９５重量％の窒化ケイ素粉末（粉末Ａ）、または、平均粒径０．８μｍ、Ａｌ含有量０．００４重量％、β−Ｓｉ３Ｎ４含有量９２重量％の窒化ケイ素粉末（粉末Ｃ）に、表１、表３、表５に示す組成の酸化物焼結助剤を添加し、エタノールを添加した湿式ボールミルにより９４時間混合粉砕した。」（上記（ト）参照）
　そうすると、先願明細書には、原料粉末について、α型窒化珪素粉末が９０重量％以上の場合やβ型窒化珪素が８０重量％以上の場合が開示されていることが明らかであるが、本件訂正発明３とそのα型窒化珪素粉末の含有率が重複する前者の場合では、「出発原料は全て液相に溶解した後にβ相となる」（上記（ヘ）と明示され、β型窒化珪素粒子が核となることを示唆する記載も見当たらないから、先願明細書には、原料粉末の観点からみても上記相違点の少なくとも「結晶成長の核となったβ型窒化珪素粒子からなる中心部とその周辺に析出・成長したβ型窒化珪素からなる周辺部が識別できる窒化珪素粒子」については何ら示唆されていないと云うべきである。
　してみると、先願明細書には、上記相違点について何ら記載されていないと云えるから、本件訂正発明３は、先願明細書に記載された発明であるとすることはできない。
（ｉｉ）本件訂正発明６乃至８について
　これら発明は、本件訂正発明３を引用してなるものであるから、本件訂正発明３と同様、先願明細書に記載された発明であるとすることができない。
　したがって、特許異議申立人の上記（イ）の主張は採用することができない。
（４−２）上記（ロ）の主張に対して
（ｉ）本件訂正発明３について
　甲第２号証には、「粒状晶に観察される組織とその中に分散して存在する柱状晶に観察される組織からなり、前記粒状晶の平均径及び前記柱状晶の平均短径が０．２μｍ 以下であって、前記粒状晶が７０重量％以上存在し、かつ相対密度が理論密度の９９％以上である窒化珪素焼結体」（上記（イ）参照）が記載されているが、この「窒化珪素焼結体」が、本件訂正発明３の如く「結晶成長の核となったβ型窒化珪素粒子からなる中心部とその周辺に析出・成長したβ型窒化珪素からなる周辺部が識別できる窒化珪素粒子」を含有することについては一切記載がない。
　この点に関連して、甲第２号証の記載をさらに検討すると、この証拠の上記（ホ）及び（ヘ）の記載によれば、甲第２号証に記載されている「窒化珪素焼結体」は、「α化率ほぼ１００％の窒化珪素粉末」を原料とし、これを焼結して得られた焼結体の組織も「α相を多量に含んだ緻密な焼結体」というだけのものであり、一部含有するβ相もα相が焼結の間に転移してできたものと認められるから、この証拠にも、微細な「β型窒化珪素粒子」をその原料粉末に含有させて、本件訂正発明３の如き「結晶成長の核となったβ型窒化珪素粒子からなる中心部とその周辺に析出・成長したβ型窒化珪素からなる周辺部が識別できる窒化珪素粒子」をその窒化珪素焼結体に含有させるという点については何ら記載されていないと云える。
　また、甲第３号証及び甲第４号証について検討すると、これら証拠も甲第２号証と同様の内容のものであり、そこには本件訂正発明３の上記の点について何ら記載されていないと云える。
　してみると、甲第２号証乃至甲第４号証には、本件訂正発明３と同一の発明が記載されているとすることはできないし、また、これら証拠には、微細な「β型窒化珪素粒子」をその原料粉末に含有させ、この「β型窒化珪素粒子」を結晶成長の核とするという技術思想についてすら何ら記載されていないから、このような証拠の記載からでは本件訂正発明３の「結晶成長の核となったβ型窒化珪素粒子からなる中心部とその周辺に析出・成長したβ型窒化珪素からなる周辺部が識別できる窒化珪素粒子」を含有する「窒化珪素焼結体」の発明に辿り着くことは当業者といえど容易なことではないと云うべきである。
　したがって、本件訂正発明３は、甲第２号証乃至甲第４号証にそれぞれ記載された発明であるか、又は甲第２号証乃至甲第４号証に記載の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とすることができない。
（ｉｉ）本件訂正発明５乃至８について
　これら発明は、本件訂正発明３を引用してなるものであるから、本件訂正発明３と同様、甲第２号証乃至甲第４号証にそれぞれ記載された発明であるか、又は甲第２号証乃至甲第４号証に記載の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とすることはできない。
　したがって、特許異議申立人の上記（ロ）の主張も採用することができない。
４．むすび
　以上のとおり、特許異議申立ての理由及び証拠方法によっては、本件訂正発明についての特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件訂正発明についての特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、上記結論のとおり決定する。  
【異議決定日】
平成１３年５月１０日（２００１．５．１０）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
　本件訂正の要旨は、本件特許第３００２６４２号発明の特許明細書を平成１２年１２月１８日付け訂正請求書に添付された全文訂正明細書のとおり、すなわち、特許請求の範囲の減縮、誤記の訂正及び明りょうでない記載の釈明を目的として、次の訂正事項１乃至７のとおり訂正するものである。
（１）「特許請求の範囲」の欄
訂正事項１：請求項３を次のとおりに訂正する。
「【請求項３】焼結体の切断面の観察において、結晶成長の核となったβ型窒化珪素粒子からなる中心部とその周辺に析出・成長したβ型窒化珪素からなる周辺部が識別できる窒化珪素粒子を含有する窒化珪素焼結体であって、前記中心部の短軸径が０．５μｍ以下の窒化珪素粒子を前記中心部と周辺部が識別できる窒化珪素粒子全体の８０個数％以上含有することを特徴とする窒化珪素焼結体。」
（２）「発明の詳細な説明」の欄
訂正事項２：明細書段落【０００３】の「得られる焼結体の強度、靭性等の機械的特性が向上するとが知られているからである。」を「得られる焼結体の強度、靭性等の機械的特性が向上することが知られているからである。」と訂正する。
訂正事項３：明細書段落【００１１】の「又、本発明は、焼結体の切断面の観察において中心部と周辺部が識別できる窒化珪素粒子を含有する窒化珪素焼結体であって、」を「又、本発明は、焼結体の切断面の観察において結晶成長の核となったβ型窒化珪素粒子からなる中心部とその周辺に析出・成長したβ型窒化珪素からなる周辺部が識別できる窒化珪素粒子を含有する窒化珪素焼結体であって、」と訂正する。
訂正事項４：明細書段落【００２５】の「それらを個々に粉砕及び／又は分級して混合することによりより製造できる。」を「それらを個々に粉砕及び／又は分級して混合することにより製造できる。」と訂正する。
訂正事項５：明細書段落【００２８】を次のとおりに訂正する。
「次に、本発明の窒化珪素焼結体は、焼結体の切断面の観察において結晶成長の核となったβ型窒化珪素粒子からなる中心部とその周辺に析出・成長したβ型窒化珪素からなる周辺部が識別できる窒化珪素粒子を含むものである。焼結体中のβ型窒化珪素粒子は、三次元にランダムに配向しており、β型窒化珪素粒子中に結晶成長の核となるβ型窒化珪素粒子が存在していても、切断面において、この核粒子が必ずしも観察されるとは限らない。本発明の窒化珪素焼結体は、結晶成長の核となったβ型窒化珪素粒子からなる中心部が含まれることが特徴であり、焼結体の切断面の観察において中心部と周辺部が識別できる窒化珪素粒子を含むものである。」
訂正事項６：明細書段落【００３５】の「粗大柱状粒子が大きくなるすぎて、」を「粗大柱状粒子が大きくなりすぎて、」と訂正する。
訂正事項７：明細書段落【００５２】の「本発明のの窒化珪素焼結体」を「本発明の窒化珪素焼結体」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
窒化珪素粉末、窒化珪素焼結体及びそれを用いた回路基板
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】α率が７０〜９８重量％の窒化珪素粉末であって、粒子径０．６μｍ以下のβ型窒化珪素粒子が該窒化珪素粉末中に２〜１５重量％含有され、しかも該窒化珪素粉末中に含まれるβ型窒化珪素粒子全量に対し４０重量％以上含有されていることを特徴とする窒化珪素粉末。
　【請求項２】粒子径１．０〜３．０μｍのβ型窒化珪素粒子が全窒化珪素粉末中に２〜５重量％含有されることを特徴とする請求項１記載の窒化珪素粉末。
　【請求項３】焼結体の切断面の観察において、
結晶成長の核となったβ型窒化珪素粒子からなる
その周辺に析出・成長したβ型窒化珪素からなる
　【請求項４】焼結体の切断面の観察において、中心部と周辺部が識別できる窒化珪素粒子を含有する窒化珪素焼結体であって、前記中心部の短軸径が０．５μｍ以下の窒化珪素粒子が前記中心部と周辺部が識別できる窒化珪素粒子全体の７０〜９５個数％であり、しかも短軸径が１．０μｍ以上の窒化珪素粒子を前記中心部と周辺部が識別できる窒化珪素粒子全量の５〜３０個数％であることを特徴とする窒化珪素焼結体。
　【請求項５】窒化珪素粒子の平均短軸径が１μｍ以下で、平均アスペクト比が３以上であることを特徴とする請求項３、又は請求項４記載の窒化珪素焼結体。
　【請求項６】４点曲げ強度が１０００ＭＰａ以上、破壊靭性値が７ＭＰａ・ｍ１／２以上であることを特徴とする請求項３、又は請求項４記載の窒化珪素焼結体。
　【請求項７】熱伝導率が３０Ｗ／（ｍＫ）以上であることを特徴とする請求項３、又は請求項４記載の窒化珪素焼結体。
　【請求項８】請求項３、請求項４、請求項５、請求項６又は請求項７記載の窒化珪素焼結体を用いたことを特徴とする回路基板。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は、自動車、機械装置、回路基板等の幅広い分野で使用できる高強度、高靭性の窒化珪素焼結体と前記窒化珪素焼結体を容易に得ることができる窒化珪素粉末、更に前記窒化珪素焼結体を用いた回路基板に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　窒化珪素セラミックスは、常温及び高温で化学的に安定な材料であり、高い機械的特性を有するので、自動車用エンジン部品、ガスタービン等の高温構造材料として注目されているが、窒化珪素は難焼結性の物質でありＹ２Ｏ３等の酸化物を焼結助剤として添加し焼結して緻密化させた焼結体の形態で用いられている。
　【０００３】
　窒化珪素焼結体を製造するための原料窒化珪素粉末としては、焼結性並びに得られる焼結体の機械的特性を考慮して、微細でα型の窒化珪素を主成分とする粉末が一般的に用いられている。然るに、α型の窒化珪素は、焼結時にβ型の窒化珪素に相転移して柱状粒子が発達した組織となることより、得られる焼結体の強度、靭性等の機械的特性が向上する
こと
　【０００４】
　α型の窒化珪素粉末を用いて焼結体を製造する場合、焼結時の相転移により柱状粒子が発達した組織となる反面、焼結時の相転移の制御が難しい問題がある。このため、特開昭６２−２９７２６９号公報には、原料粉末にβ型の粉末を添加する窒化珪素焼結体の製造方法が開示されている。しかしながら、上述のα型の原料粉末を用いる製造方法においては、焼結時の相転移に伴う柱状粒子の成長を制御することが難しく、柱状粒子の粗大化等を招き、得られる焼結体の組織の再現性が低く、その結果、強度等の機械的特性がばらついてしまうという課題があった。
　【０００５】
　また、α型の原料粉末を用いて、焼結助剤量や焼成条件等を厳密に調整して焼結体を製造する場合、ある程度機械的特性のばらつき等は抑えることができる。しかし、この場合、原料粉末の粉体特性から調合、成形、焼成に至るまでの各工程の管理が非常に煩雑となり、得られる焼結体が高価になるという課題がある。
　【０００６】
　一方、β型を主成分とする窒化珪素粉末としては、耐火物用の粉末が知られている。前記耐火物用の粉末は、粒度が粗く、α型の窒化珪素の含有量が低いため、このβ型の原料粉末を用いる場合、焼結体組織の制御は行い易いという利点がある。そして、従来のα型窒化珪素粉末に比べて、安価に入手し易いという理由から、粉末の粒度を調整して高温焼成することにより、焼結体組織を制御して機械的特性の優れた焼結体を得ることが試みられている（特開平２−２５５５７３号公報参照）。
　【０００７】
　しかし、この製造方法で得られる焼結体は４点曲げ強度が５００〜７００ＭＰａ、破壊靭性値が５〜７ＭＰａ・ｍ１／２程度のもので実用上十分なものではない。即ち、このβ型の窒化珪素を原料粉末に用いる場合、焼結体組織の制御は行い易いが、通常の焼結法では柱状粒子が発達した組織が得られないので、機械的特性のばらつきいが小さいものの十分な強度、破壊靭性が得られないという課題がある。
　【０００８】
　【発明が解決しようとする課題】
　本発明の目的は、上述した従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、強度、靭性等の優れた窒化珪素焼結体を得ること、そして特殊な焼結法を要せずに前記窒化珪素焼結体を製造し得る窒化珪素粉末を提供することにある。また、本発明の他の目的は、強度、破壊靭性値がともに高く、高熱伝導で半導体等の電子部品の放熱性に優れる回路基板を提供することにある。
　【０００９】
　【課題を解決するための手段】
　本発明者らは、上記目的を達成すべく、原料粉末の粉体特性と窒化珪素の焼結機構に着目し鋭意検討した結果、原料粉末中のβ型の窒化珪素粒子の粒度を調整することにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
　【００１０】
　すなわち、本発明は、α率が７０〜９８重量％の窒化珪素粉末であって、粒子径０．６μｍ以下のβ型窒化珪素粒子が該窒化珪素粉末中に２〜１５重量％含有され、しかも該窒化珪素粉末中に含まれるβ型窒化珪素粒子全量に対し４０重量％以上含有されていることを特徴とする窒化珪素粉末であり、更に、粒子径１．０〜３．０μｍのβ型窒化珪素粒子が全窒化珪素粉末中に２〜５重量％含有されることを特徴とする前記の窒化珪素粉末である。
　【００１１】
　又、本発明は、焼結体の切断面の観察において
結晶成長の核となったβ型窒化珪素粒子からなる
その周辺に析出・成長したβ型窒化珪素からなる
　【００１２】
　更に、本発明は、窒化珪素粒子の平均短軸径が１μｍ以下で、平均アスペクト比が３以上であることを特徴とし、４点曲げ強度が１０００ＭＰａ以上、破壊靭性値が８ＭＰａ・ｍ１／２以上であることを特徴とし、或いは、熱伝導率が３０Ｗ／（ｍＫ）以上であることを特徴とする前記窒化珪素焼結体である。加えて、本発明は、前記窒化珪素焼結体を用いたことを特徴とする回路基板である。
　【００１３】
　【発明の実施の形態】
　窒化珪素は共有結合性の強い物質であり、優れた高温特性を有する反面、焼結の難しい物質である。このため、窒化珪素焼結体は、一般的には、主に酸化物からなる焼結助剤を添加し、焼結して得られている。その焼結機構は、焼結温度の上昇とともに、窒化珪素粉末の表面に存在するＳｉＯ２と焼結助剤とが溶解・反応して液相を生成し、窒化珪素粒子の再配列が起こり、更に窒化珪素粒子が液相に溶解し、高温で安定な結晶相のβ型窒化珪素として析出することにより進行することが知られている。一方、窒化珪素には、非晶質の窒化珪素の他に、低温で安定なα型と高温で安定なβ型との２種類の結晶形が知られている。これらの窒化珪素の結晶相は、焼結機構の上で異なった挙動を示す。即ち、高温で安定なβ型窒化珪素粒子は、非晶質窒化珪素、α型窒化珪素よりも焼結時に形成される液相に溶解し難く、焼結性が乏しい。
　【００１４】
　又、焼結時に窒化珪素粒子の粒成長が同時に生じるが、この粒成長現象も液相に対する窒化珪素粒子の溶解・析出によって進むので、非晶質窒化珪素、α型窒化珪素、β型窒化珪素で異なった挙動を示す。特に、β型窒化珪素粒子は、液相に溶解した窒化珪素が析出する際に、焼結時の液相に溶解せずに残っているβ型窒化珪素粒子が結晶成長の核として働き、その近傍に析出・成長する現象を生じるので、得られる焼結体の微構造を制御する上で大きな役割を果たす。
　【００１５】
　更に、焼結初期には、上述したとおり非晶質、α型からβ型への相転移が起こるが、相転移が完了した後の粒成長は、焼結して得られた窒化珪素粒子の粒径により溶解度が決まる。このため、その後の粒成長は、相転移が完了した時点でのβ型窒化珪素粒子の粒子径分布に支配される。つまり、窒化珪素焼結体の組織を制御するには、この相転移完了時のβ型窒化珪素粒子の粒子径分布を調整することが重要である。
　【００１６】
　以上説明したとおり、窒化珪素の焼結機構において、非晶質窒化珪素及びα型窒化珪素は焼結時に液相に溶解してβ型窒化珪素粒子の近傍に析出するため、相転移が完了した時点での窒化珪素粒子の粒子径分布は、結晶成長の核となるβ型窒化珪素粒子の粒子径分布に大きく依存する。このことから、本発明者らは、α型窒化珪素粒子が原料粉末中に多く含まれる場合において、前記原料中に含まれるβ型窒化珪素粒子の粒度分布、並びにその存在量を調整することにより得られる窒化珪素焼結体の組織を制御できるとの考えに立ち、本発明に至ったものであります。
　【００１７】
　本発明の窒化珪素粉末は、α率が７０〜９８重量％の窒化珪素粉末である。窒化珪素粉末のα率が７０重量％未満の場合、焼結時に結晶成長の核となるβ型窒化珪素粒子が多く存在するので、焼結後の組織は制御できるものの、β型柱状粒子が十分に発達した組織が得られず、その結果、得られる焼結体の強度、靭性等の機械的特性が十分なものでなくなってしまう。一方、α率が９８重量％を越えると、原料粉末中に含まれるβ型窒化珪素粒子の量が少なくなり過ぎて、得られる焼結体の組織を制御できなくなる。
　【００１８】
　本発明におけるα率は、粉末Ｘ線回折法における回折ピークの強度比から次式によって求めることができる。
α率（重量％）＝｛（Ｉα１０２＋Ｉα２０１）／（Ｉα１０２＋Ｉα２０１＋Ｉβ１０１＋Ｉβ２１０）｝×１００
　Ｉα１０２：α型窒化珪素の（１０２）面の回折ピーク強度
　Ｉα２０１：α型窒化珪素の（２０１）面の回折ピーク強度　　
　Ｉβ１０１：β型窒化珪素の（１０１）面の回折ピーク強度
　Ｉβ２１０：β型窒化珪素の（２１０）面の回折ピーク強度
　【００１９】
　上述したとおり、窒化珪素焼結体の組織を制御する場合、結晶成長の核となるβ型窒化珪素粒子の大きさ及び数を調整することが重要である。特に、サブミクロンの微細なβ型窒化珪素粒子は数が多く、焼結体の組織を制御する上で非常に重要な役割を果たしている。本発明の窒化珪素粉末においては、粒子径０．６μｍ以下のβ型窒化珪素粒子の含有量が全窒化珪素粉末の２〜１５重量％であり、しかも窒化珪素粉末中に含まれるβ型窒化珪素粉末中に４０重量％以上含有されている。粒子径０．６μｍ以下β型窒化珪素粒子の含有量が窒化珪素粉末中に２重量％未満しか含まれない場合は、結晶成長時の核の数が少なくなり、均一な組織の焼結体が得られず、その結果、強度等の機械的特性が低下する。一方、１５重量％を越えると、結晶成長時の核の数が多くなりすぎて、得られる焼結体の組織は均一になるが、β型柱状粒子が十分に発達した組織が得られず、機械的特性が低下してしまう。また、粒子径０．６μｍ以下β型窒化珪素粒子の原料粉末中のβ型窒化珪素粒子全体量に４０重量％未満しか含まれない場合、結晶成長時の核となるβ型窒化珪素として比較的大きな核の量が多くなり、その結果、前記の条件が満たされていても、得られる焼結体の組織が粗大及び不均一なものとなってしまい、十分な機械的特性が得られなくなる。
　【００２０】
　次に、窒化珪素焼結体の破壊に関して、亀裂は主に粒界を進むが、一般にウイスカー強化セラミックスでは、亀裂架橋や亀裂偏向の機構により破壊靭性が向上することが、又、亀裂架橋では、粒子径が、亀裂偏向では粒子形状が大きく影響することが知られている。窒化珪素焼結体では、異常粒成長した粗大柱状粒子と微細な柱状粒子を含有する複合組織が焼結時に発現し、自己複合組織と呼ばれているが、この様な自己複合組織を積極的にとりいれることにより破壊靭性を向上することができる。
　【００２１】
　すなわち、本発明の窒化珪素粉末における第２の発明は、粒子径０．６μｍ以下の微細なβ型窒化珪素粒子に加えて粒子径１．０〜３．０μｍの比較的粗いβ型窒化珪素粒子をそれぞれ所定量含有することを特徴とする。この場合、窒化珪素粉末中の粒子径０．６μｍ以下のβ型窒化珪素粒子の含有量は、上述した理由により、全窒化珪素粉末の２〜１５重量％であり、β型窒化珪素粉末中の４０重量％以上である。粒子径１．０〜３．０μｍのβ型窒化珪素粒子の含有量は、全窒化珪素粉末の２〜５重量％である。前記したように、α型窒化珪素粉末が主体となる窒化珪素粉末においては、原料粉末中のβ型窒化珪素粒子は、焼結時の粒成長の核となるが、粒子径１．０〜３．０μｍの比較的大きなβ型窒化珪素粒子は、周囲のα型及びβ型窒化珪素粒子に比べ液相に対する溶解度が特に小さく、且つ粒径差が大きいため、粒成長の駆動力が大きく、その結果、粗大柱状粒子に異常粒成長するという特徴を有する。
　【００２２】
　β型窒化珪素粒子の粒子径が１．０μｍ以下では、周囲のα型及びβ型窒化珪素粒子との粒径差が不足し、十分に粒成長した粗大柱状粒子が得られないし、粒子径３．０μｍ以上では、周囲のα型及びβ型窒化珪素粒子との粒径差が大きすぎ、焼結時に極端に異常粒成長し、その結果、焼結体の強度特性を低下させてしまう。また、粒子径１．０〜３．０μｍのβ型窒化珪素粒子の含有量が２重量％以下では、粗大柱状粒子に粒成長する核の数が不足し、焼結体の破壊靭性の向上が不十分となる。一方、含有量が５重量％以上では、核の数が多くなりすぎて、焼結体の組織が粗大化し、強度特性が低下してしまう。
　【００２３】
　本発明の窒化珪素粉末の酸素量は、３．０重量％以下であるのが好ましい。３．０重量％を越えると、焼結時に焼結助剤と反応するＳｉＯ２量が多くなりすぎ、その結果、粒界相の組成が変化し、更にその量が増加して高温特性や破壊靭性等の機械的特性が低下してしまう。また、本発明の窒化珪素粉末の比表面積は、５〜２０ｍ２／ｇであることが好ましい。比表面積が５ｍ２／ｇ未満では、緻密化不足が生じ、十分な機械的特性が得られない為である。一方、２０ｍ２／ｇを超えると、粉末が嵩高になり過ぎて成形性に問題が生じるし、粉末が高価になると言う問題もある。更に、本発明の窒化珪素粉末の粒度分布に関しては、累積体積９０％径が１０μｍ以下であることが好ましい。累積体積９０％径が１０μｍを越えると、窒化珪素粉末中の粗大粒子量が増加し、これらの粗大粒子は焼結体中に欠陥を生成し、機械的特性を下げる原因となる。また、粗大粒子量が増えると、必然的にその中に含まれる粗大なβ型窒化珪素粒子も増え、焼結時の結晶成長の核の大きさが大きくなって、焼結体に異常粒成長した粗大柱状粒子が含まれるようになり、その結果、強度等の機械的特性が低下してしまう。
　【００２４】
　また、本発明の窒化珪素粉末については、固体ＮＭＲで測定した非晶質成分量が２０重量％以下であることが好ましい。非晶質窒化珪素粒子は、焼結助剤が存在する条件下では、α型窒化珪素粒子より液相に溶解してβ型窒化珪素になり易い。本発明の窒化珪素粉末の特徴は、粉末中に含まれるβ型窒化珪素粒子の粒度を調整した点にあり、焼結時にβ型窒化珪素になり易い非晶質窒化珪素量が２０重量％を越えて含まれると、結晶成長時の核の粒度分布を十分に調整することができず、その結果、得られる焼結体の組織がばらつき、強度等の機械的特性のばらつきを引き起こしてしまうからである。
　【００２５】
　本発明の窒化珪素粉末の製造方法としては、例えば、粒度２９５μｍ以下で純度９８重量％以上の金属珪素粉末５０重量％以上と、α率３０重量％以下で粒度が２９５μｍ以下の窒化珪素粉末５０重量％以下の混合粉末を嵩密度１．５ｇ／ｃｍ３以下の成形体とし、温度１２００℃以上に保持しながら窒素及び／又はアンモニア雰囲気中で窒化してα率が７５重量％以上のインゴットとα率が２０重量％以下のインゴットとを製造した後、それらを個々に粉砕及び／又は分級して混合することに
より
　【００２６】
　また、酸素量が０．５重量％以上、Ｆｅ、Ｃａ及びＡｌの含有量の合計が０．０１重量％以上で比表面積が３ｍ２／ｇ以上である窒化珪素粉末を窒素又は不活性ガス雰囲気中、温度１７００℃以上で１時間以上の高温処理を行いα率を２０重量％以下とし、それを粉砕及び／又は分級した後、α率が７５重量％以上の窒化珪素粉末に混合することによっても製造できる。
　【００２７】
　更に、シリコンジイミド等の窒化珪素の前駆体及びアモルファス窒化珪素粉末に希土類酸化物、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ等の焼結助剤の中から選ばれた少なくとも１種以上を０．５重量％以上及び比表面積が３ｍ２／ｇ以上の窒化珪素粉末を１０重量％以下添加し、窒素及び／又はアンモニアを含む雰囲気中、温度１４００℃以上に加熱処理してα率が２０％以下の窒化珪素粉末を合成し、α率が７５％以上の窒化珪素粉末に混合することによっても製造できる。
　【００２８】
　次に、本発明の窒化珪素焼結体は、焼結体の切断面の観察において
結晶成長の核となったβ型窒化珪素粒子からなる
その周辺に析出・成長したβ型窒化珪素からなる
からなる中心部
　【００２９】
　窒化珪素焼結体の切断面の観察法としては、まず、窒化珪素焼結体をダイヤモンドソー等で切断後、ダイヤモンド砥粒で鏡面研磨して、酸素を約８％含有するＣＦ４ガス中で高周波プラズマによるエッチングを行い、得られた試料の窒化珪素粒子を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等で観察する。このエッチング法の場合、窒化珪素が除去され、粒界相が残ることにより窒化珪素粒子の識別ができ、窒化珪素粒子が単結晶であれば、その粒子は均一にエッチングされる。しかし、焼結時に結晶成長の核となるβ型窒化珪素粒子が存在する場合、核となるβ型窒化珪素粒子とその周辺に析出・成長したβ型窒化珪素の境界部には、微量の助剤原子が残留したり、欠陥が生成したりするので、エッチング速度に微妙な違いが発生し、中心部と周辺部が識別できるようになる。
　【００３０】
　本発明の窒化珪素焼結体は、均一微細組織及び複合組織を有するものである。即ち、本発明の窒化珪素焼結体における第１の発明は、微細均一組織を呈する焼結体であり、上述した中心部と周辺部が識別できる窒化珪素粒子を有し、中心部の短軸径が０．５μｍ以下である窒化珪素粒子を８０個数％以上の割合で含有している。上述したように、窒化珪素の粒成長は、α型（或いは非晶質、β型をも含む）の窒化珪素粒子が焼結助剤と窒化珪素粉末の表面にあるＳｉＯ２からなる液相に溶解・析出することによって進行する。このため、粒成長の主たる駆動力は窒化珪素粒子の液相に対する溶解速度の違い、つまり、粒径差が主たる駆動力となっていて、粗大な核粒子の方が微細な核粒子より粒成長速度が大きい。このために、得られた焼結体において、微細な核粒子が多数存在する場合、溶解・析出により成長したβ型窒化珪素粒子が微細となる相関性を有する。本発明者らは、この考え方に立ち、本発明に至ったもので、中心部と周辺部が識別できる窒化珪素粒子に関して、中心部の短軸径が０．５μｍ以下の微細な核粒子を多く含む焼結体は、微細且つ均一な組織となり、強度等の機械的特性に優れるということを実験的に見いだしたものであります。
　【００３１】
　中心部の短軸径が０．５μｍを越える窒化珪素粒子は、中心部の短軸径が０．５μｍ以下の窒化珪素粒子より粒成長速度が速く粗大化したもので、中心部の短軸径が０．５μｍを越える窒化珪素粒子を多数含有する焼結体は、その組織が粗大で不均一となり、機械的特性が低下してしまう。また、中心部の短軸径が０．５μｍ以下の窒化珪素粒子の割合が８０個数％未満の場合でも、焼結時の結晶成長における微細な核の数が不足しているためか、得られる焼結体の組織が十分に微細で均一なものにならず、その結果、強度等の機械的特性が低下してしまう。
　【００３２】
　次に、本発明の窒化珪素焼結体における第２の発明は、複合組織を呈する焼結体であり、まず、上述した中心部と周辺部が識別できる窒化珪素粒子に関して、中心部の短軸径が０．５μｍ以下である窒化珪素粒子を７０〜９５個数％含有することを特徴とする。中心部の短軸径が０．５μｍ以下の窒化珪素粒子を含んだ焼結体は、前述したように、微細且つ均一なマトリックス組織を有していて、強度等の機械的特性が向上している。又、中心部の短軸径が０．５μｍ以下である窒化珪素粒子の含有量が７０個数％未満では、マトリックス組織の量が少ないためか、強度特性が低下した焼結体しか得られない。一方、９５個数％を越えると、粒成長したの粗大柱状粒子の量が不足しているためか、十分に靭性が良好な焼結体でない。
　【００３３】
　次に、本発明の窒化珪素焼結体は、前記中心部と周辺部が識別できる窒化珪素粒子に関して、中心部の短軸径が１．０μｍ以上である窒化珪素粒子の割合が５〜３０個数％である。中心部の短軸径が１．０μｍ以上の窒化珪素粒子（以下粗大柱状粒子という）は、窒化珪素焼結体の破壊靭性の向上に大きく寄与する。つまり、窒化珪素焼結体の破壊において、粗大柱状粒子は亀裂架橋により破壊靭性を向上させるからである。この場合、靭性向上には、粗大柱状粒子の粒子径が大きい程、また、粗大柱状粒子の含有量が多い程効果が大きい。中心部の短軸径が１．０μｍ未満では、粗大柱状粒子の粒子径が小さく、亀裂架橋機構による十分な破壊靭性の向上が得られない。尚、粗大柱状粒子の大きさに関しては、本発明者らの実験的検討によれば、その最大値は５μｍ程度のものである。
　【００３４】
　また、上述した中心部と周辺部が識別できる窒化珪素粒子における粗大柱状粒子の割合が、５個数％未満の場合、粗大柱状粒子の含有量が少なく、十分な破壊靭性の向上が得られない。一方、粗大柱状粒子の含有量が３０個数％以上では、粗大柱状粒子の量が多くなりすぎ、その結果、強度等の機械的特性が低下してしまう。
　【００３５】
　更に、本発明では、複合組織を呈する窒化珪素焼結体であり、具体的には、中心部と周辺部が識別できる窒化珪素粒子に関して、中心部の短軸径が０．５μｍ以下である窒化珪素粒子の平均短軸径（Ｄｓ）及び面積含有量（Ｆｓ）と中心部の短軸径が１．０μｍ以上である窒化珪素粒子の平均短軸径（Ｄｌ）及び面積含有量（Ｆｌ）に関しては、Ｄｌ／Ｄｓが３以上、Ｆｌ／Ｆｓが０．５以上であることが好ましい。Ｄｌ／Ｄｓが３未満では、マトリックス粒子と粗大柱状粒子の粒径差が小さすぎ、その結果、亀裂架橋機構による十分な破壊靭性の向上が得られない。一方、Ｆｌ／Ｆｓが０．５未満では、粗大柱状粒子の量が不足し、同様に十分な破壊靭性の向上が得られない。尚、Ｄｌ／Ｄｓが１０を越えると粗大柱状粒子が大きく
なり
　【００３６】
　本発明の窒化珪素焼結体は、柱状粒子が複雑に絡みあった組織を呈しており、このような組織がゆえに、強度や破壊靭性等の機械的特性が優れている。この場合、機械的特性には、窒化珪素粒子のサイズ及び形状が大きく寄与している。微細で異方性の大きい、言い換えれば長軸径の短軸径に対する比（以下アスペクト比という）が大きいほど、強度、破壊靭性等の機械的特性が高い。本発明の窒化珪素焼結体は、窒化珪素粒子の平均短軸径が１μｍ以下で、平均アスペクト比が３以上である。窒化珪素粒子の平均短軸径が１μｍを越えると、組織が粗大化しすぎて強度が低下してしまう。尚、平均短軸径が０．３μｍよりも小さい場合には、時として、焼結体組織全体が微細になりすぎて、破壊靭性が十分でないことがあるので、０．３μｍ以上であることが好ましい。また、窒化珪素粒子の平均アスペクト比が３未満では、窒化珪素粒子の異方性が小さく、破壊靭性が低下してしまう。平均アスペクト比の上限に関しては、粗大柱状粒子の平均アスペクト比が極端に大きくなると、短軸径が同じ場合であっても、粗大柱状粒子のサイズが大きくなり、焼結体の強度を低下させる場合があるので、好ましくは２０以下である。
　【００３７】
　本発明の窒化珪素焼結体は、上述したように非常に微細で均一且つ窒化珪素粒子の異方性が高い組織である。このため、室温での４点曲げ強度が１０００ＭＰａ以上であり、破壊靭性値が７ＭＰａ・ｍ１／２以上である。４点曲げ強度が１０００ＭＰａ未満では、高強度が要求されるバルブ等の自動車部品に用いる場合に、また、破壊靭性値が７ＭＰａ・ｍ１／２以下では、高速ベアリング等の繰り返し負荷が掛かる部材に用いる場合に、いずれも信頼性高く用いることが難しいという問題がある。
　【００３８】
　本発明の窒化珪素焼結体は、例えば、本発明の窒化珪素粉末にＹ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＣｅＯ２等の希土類酸化物やＡｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＭｇＯ、ＣａＯ等から１種以上を焼結助剤として添加し、常圧焼結、ガス圧焼結及びホットプレス焼結等のいろいろな焼結方法に従って製造することができる。また、市販のα型窒化珪素粉末に微細なβ型窒化珪素粉末、或いは微細なβ型窒化珪素粒子と比較的粗大なβ型窒化珪素粒子とを添加し、前記のいろいろな方法で焼結することによっても製造できる。更に、β型窒化珪素粉末を含有するα型窒化珪素粉末に、上述した焼結助剤を添加し、各種焼結方法で焼成スケジュールを調整するこによっても製造することができる。しかし、本発明の窒化珪素焼結体の製造方法は、上述した方法に限定されるものではない。
　【００３９】
　窒化珪素は、共有結合性の強い物質であり、構造があまり複雑でないため、理論上の熱伝導率は２００Ｗ／（ｍＫ）であると考えられる。しかし、実際に窒化珪素の単結晶を合成するのは非常に難しく、一般には焼結体として製造されている。窒化珪素の焼結は、先に述べたように、窒化珪素粒子が液相に溶解・析出しながら進むので、得られる窒化珪素焼結体中の個々の窒化珪素粒子は、単結晶に近く、比較的高い熱伝導率が期待できる。本発明の窒化珪素焼結体は、熱伝導率が３０Ｗ／（ｍＫ）以上である。熱伝導率が３０Ｗ／（ｍＫ）未満では、高熱伝導を要求されるモジュール、基板等に用いた場合、Ｓｉチップ等の半導体部品、電子部品等の発熱を十分に逃がすことができず、半導体部品、電子部品の熱損傷等を起こしてしまう。
　【００４０】
　更に、本発明の窒化珪素焼結体は、熱伝導、電気絶縁性及び機械的特性が要求される回路基板に用いることができる。パワーモジュール用の回路基板等では、従来、回路基板に求められていた電気絶縁性に加え、高い熱伝達性能と機械的特性が要求されてきている。本発明の窒化珪素焼結体は、強度、破壊靭性等の機械的特性に優れ、窒化珪素自体、高い絶縁抵抗を有するため、厳しい使用条件で用いられる回路基板に適した材料である。また、本発明の窒化珪素焼結体は、一般的なセラミックス回路基板であるアルミナ基板に比べ、機械的特性に優れるだけでなく、熱伝導率も高いので回路基板の用途に適している。
　【００４１】
　本発明の回路基板の製造方法としては、板状の窒化珪素焼結体又は研削加工等により板状に加工した窒化珪素焼結体と金属板とを接合した後、エッチング等の手法により回路を形成して製造することができる。窒化珪素焼結体と金属板との接合方法は特に限定する必要はないが、例えば窒化珪素焼結体と金属板とを不活性ガス又は真空雰囲気中で加熱し、焼結体と金属板を直接接合する方法（直接接合方法）やＴｉ、Ｚｒのような活性金属と低融点合金を作るＡｇ、Ｃｕ等の金属を混合又は合金としたろう材を窒化珪素焼結体と金属板との間に介在させて不活性ガス又は真空雰囲気中で加熱圧着する方法（活性金属法）を利用して製造することができる。
　【００４２】
　以下、実施例と比較例をあげて更に具体的に説明すが、本発明はこれに限定されない。
　【００４３】
　【実施例】
〔実施例１〜７、比較例１〜５〕
　純度９８重量％で比表面積が２ｍ２／ｇの金属珪素粉末１００重量部にα率が９０重量％で比表面積が７ｍ２／ｇの窒化珪素粉末１０重量部を添加混合し、嵩密度が０．７ｇ／ｃｍ３に成形し、窒素分圧０．０９ＭＰａの窒素−アンモニアガス雰囲気下、温度１１００〜１４５０℃に加熱して窒化珪素インゴット（インゴットＡ）を合成した。一方、純度９８重量％で比表面積が２ｍ２／ｇの金属珪素粉末１００重量部にα率が５重量％で比表面積が７ｍ２／ｇの窒化珪素粉末１００重量部を添加混合し、同様に成形、窒化して窒化珪素インゴット（インゴットＢ）を作製した。得られた窒化珪素インゴットについて粗砕後、乳鉢で粉砕して粉末Ｘ線回折法で測定したα率は、インゴットＡが９４重量％であり、インゴットＢが１０重量％であった。
　【００４４】
　次に、それぞれの窒化珪素インゴットから、ジョークラッシャー及びロールクラッシャーで粗砕し、ボールミル及び振動ミルで粉砕して窒化珪素粉末Ａ及び窒化珪素粉末Ｂを製造した。窒化珪素粉末Ｂからは、更にメタノール中で窒化珪素製のポット及びボールを用いて遊星ミルで５０Ｈｒ粉砕して微粉末とした（以下窒化珪素微粉末Ｂという）。
　【００４５】
　得られた窒化珪素粉末Ａ、Ｂ及び窒化珪素微粉末Ｂを表１に示す配合比で添加し、ボールミルで１Ｈｒ混合して窒化珪素粉末を製造した。これらの窒化珪素粉末は、粉末Ｘ線回折法によるα率、ＢＥＴ一点法による比表面積、レーザ回折散乱法による粒度分布及び酸素／窒素同時分析計（ＬＥＣＯ社：ＴＣ−４３６）による酸素量の測定を行った。
　【００４６】
　また、前記窒化珪素粉末５ｇに濃度０．２重量％のヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液２４５ｇを添加し、超音波ホモジナイザーで１０分間分散させて窒化珪素スラリーとした。得られた窒化珪素スラリーは、遠心分離器により所定分級条件で分級点が０．６μｍの湿式分級を行った。更に、分級精度を高めるために、これらの湿式分級を１０回実施した。
　【００４７】
　得られた窒化珪素分級スラリーは、乾燥後、乳鉢で解砕してα率、粒度分布を測定した。これらの評価結果を表１にまとめて示した。尚、実施例５は窒化珪素粉末Ａの代わりに窒化珪素粉末Ａの途中粉砕品（比表面積６ｍ２／ｇ）を、実施例６は窒化珪素粉末Ａの代わりに窒化珪素粉末Ａを更にボールミルで２０時間粉砕した粉末（比表面積１９ｍ２／ｇ）を用いた。また、実施例７は実施例２の窒化珪素粉末を大気中、温度１０００℃で１時間の加熱処理を行った。尚、比較例４、５は市販の窒化珪素粉末である。
　【００４８】
　【表１】
　【００４９】
　次に、前記窒化珪素粉末９１重量％に焼結助剤としてＹ２Ｏ３５重量％及びＡｌ２Ｏ３４重量％を添加し、媒体としてメタノールを用いた湿式ボールミルにより２０Ｈｒ混合し、濾過・乾燥し、メノウ乳鉢で解砕後、２００メッシュの篩い通しを行って混合粉末を作製した。次いで、これらの混合粉末を１０ＭＰａの圧力で金型成形した後、２００ＭＰａの圧力でＣＩＰ成形して３０×５０×８ｍｍの成形体を得た。これらの成形体は、カーボン容器中に窒化珪素粉末、焼結助剤及びＢＮ粉末の混合粉末に包埋して、カーボン発熱体の電気炉で、１ＭＰａの窒素加圧雰囲気下、１８００℃で８時間焼成して焼結体を作製した。
　【００５０】
　得られた焼結体は所定の形状に研削加工し、ＪＩＳ−Ｒ１６０１に準じた４点曲げ及びＪＩＳーＲ１６０７に準じたＩＦ法による破壊靭性の測定を行った。この結果を表２に示す。
　【００５１】
　次に、焼結体の表面を鏡面研磨した後、８％の酸素ガスを含むＣＦ４ガス中において５０Ｗの出力で高周波プラズマを発生させて、２分間エッチングを行った。そしてエッチングした焼結体を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。得られたＳＥＭ写真より、窒化珪素粒子中で中心部と周辺部が識別できるか否か、並びに中心部の短軸径を測定し、その結果を表２にまとめた。また、これらのＳＥＭ写真より、各焼結体中の窒化珪素粒子の短軸径及び長軸径を測定し、平均粒子径及び平均アスペクト比を算出した。ここで、平均アスペクト比は、全窒化珪素粒子のアスペクト比を測定し、大きい方から１０個数％の平均値を平均アスペクト比として用いた。
　【００５２】
　前記ＳＥＭ写真の一例として、図１に実施例２のＳＥＭ写真を示す。本発明
の
　【００５３】
　【表２】
　【００５４】
　次に、実施例２と比較例４に関し、助剤混合から焼結までの実験を５回繰り返し、各実験毎にｎ＝１０で４点曲げ強度の評価を行った。その結果、実施例２では平均強度が１０５０、１０４５、１０５５、１０５０、１０５０ＭＰａであり、ｎ＝５０における最低強度は９８５ＭＰａであった。一方、比較例４では、平均強度が８５０、８３０、８８０、８１０、８７０ＭＰａであり、ｎ＝５０における最低強度が６８０ＭＰａであった。このことより、実施例２の焼結体が、平均強度が高く、しかも強度のばらつきの小さいことが明らかである。
　【００５５】
〔実施例８、９〕
　実施例８の窒化珪素粉末は、実施例１で製造したα型窒化珪素粉末Ａ９０重量％にβ型窒化珪素粉末Ｂ及び窒化珪素微粉末Ｂをそれぞれ２重量％、８重量％添加し、ボールミルで１Ｈｒ混合して製造した。一方、実施例９は、α型窒化珪素粉末Ａ９０重量％にβ型窒化珪素粉末Ｂ及び窒化珪素微粉末Ｂをそれぞれ５重量％、５重量％添加し、ボールミルで１Ｈｒ混合して製造した。得られた窒化珪素粉末は、実施例１と同じ粉体特性評価及び、湿式分級時に０．６μｍ、１．０μｍ及び３．０μｍの３種類の分級点で分級を行い、各分級部分毎に収量、粒度分布及びα率の測定を行い、粒子径０．６μｍ以下及び粒子径１．０〜３．０μｍのβ型窒化珪素粒子の含有量を算出した。
　【００５６】
　得られた窒化珪素粉末の酸素量は、実施例８が１．６重量％で実施例９が１．５重量％であった。また、実施例８、９共にα率は８６重量％、比表面積は１３ｍ２／ｇ、平均粒径は０．７μｍであった。一方、粒子径０．６μｍ以下のβ型窒化珪素粉末の全窒化珪素粉末に対する含有量は、実施例８が６．５重量％、実施例９が５．７重量％であり、窒化珪素粉末中のβ型窒化珪素粉末に対する割合は、実施例８が４６重量％、実施例９が４１重量％であった。また、粒子径１．０〜３．０μｍのβ型窒化珪素粉末の全窒化珪素粉末に対する含有量は、実施例８が２．５重量％、実施例９が４．０重量％であった。
　【００５７】
　次に、前記窒化珪素粉末を、実施例１と同じ手法で焼成して窒化珪素焼結体を作製し、評価した。得られた窒化珪素焼結体は、実施例１と同様に中心部と周辺部が識別でき、中心部の短軸径が０．５μｍ以下の窒化珪素粒子の含有量は、実施例８が９１個数％、実施例９が８９個数％であった。また、中心部の短軸径が１．０μｍ以上の窒化珪素粒子の含有量は、実施例８が６個数％、実施例９が８個数％であった。一方、窒化珪素粒子全体の平均粒子径は、実施例８が０．７μｍ、実施例９が０．６μｍであり、平均アスペクト比は、実施例８が４．２、実施例９が４．３であった。また、これらの焼結体の機械的特性については、４点曲げ強度は、実施例８が１０３０ＭＰａ，実施例９が１０００ＭＰａであり、破壊靭性値は、実施例９が８．２ＭＰａ・ｍ１／２、実施例９が９．１ＭＰａ・ｍ１／２であった。更に、実施例８の４点曲げ強度のばらつきに関しては、ｎ＝５０で最低強度が９７５ＭＰａと非常にばらつきが少なかった。
　【００５８】
〔実施例１０〕
　酸素量が１．５重量％、Ｆｅ、Ａｌ及びＣａの含有量がそれぞれ０．１重量％、０．１重量％、０．２重量％であり、α率が９２重量％で比表面積が１２ｍ２／ｇの窒化珪素粉末を窒化珪素製のルツボに充填し、窒素雰囲気中、１７５０℃で２時間の熱処理を行った。得られた窒化珪素粉末は、メタノールを添加し、窒化珪素製のボール及びポットを用いて遊星ミルで５０Ｈｒ湿式粉砕し、乾燥後、メノウ乳鉢で解砕して窒化珪素粉末（以下窒化珪素粉末Ｃという）を作製した。この窒化珪素粉末Ｃは、実施例１と同じ方法で、分析を行った結果、酸素量が１．５重量％、α率が５重量％、比表面積が１５ｍ２／ｇのβ型窒化珪素を多量に含む微粉末であった。
　【００５９】
　次に、市販の窒化珪素粉末（α率＝９３重量％、酸素量＝１．５重量％、比表面積＝１１ｍ２／ｇ）９５重量％に、前記窒化珪素微粉末Ｃを５重量％添加して、ボールミルで１Ｈｒ乾式混合して実施例１０の窒化珪素粉末を作製した。得られた窒化珪素粉末は、実施例１と同じ方法で分析した結果、酸素量が１．６重量％、比表面積が１２ｍ２／ｇ、α率が８９重量％であり、０．６μｍ以下のβ型窒化珪素粒子の含有量は６重量％であった。
　【００６０】
　次いで、前記窒化珪素粉末を実施例１と同じ手法で焼成して窒化珪素焼結体を作製して評価した。得られた窒化珪素焼結体では、実施例１と同様に中心部と周辺部が識別でき、中心部の短軸径が０．５μｍ以下の窒化珪素粒子の含有量が９０個数％であり、窒化珪素粒子全体の平均粒子径は０．８μｍで、平均アスペクト比は４．２であった。また、この焼結体の４点曲げ強度は１０５０ＭＰａ、破壊靭性値は７．２ＭＰａ・ｍ１／２であった。
　【００６１】
〔実施例１１、１２〕
　四塩化珪素とアンモニアを温度２００℃で気相反応させ、シリコンジイミドを合成した。前記シリコンジイミドに、比表面積が１５ｍ２／ｇで、α率が５重量％の窒化珪素粉末を３重量％とＹ２Ｏ３を３重量％、Ａｌ２Ｏ３を２重量％添加し、窒素雰囲気中、ボールミルで混合した。次に、この混合粉末を炭化珪素製のルツボに充填し、窒素雰囲気中、温度１０００℃で２時間加熱処理し、シリコンジイミドを熱分解させ非晶質（アモルファスともいう）窒化珪素を合成すると共に、気相反応時に生成した、副生成物の塩化アンモニウムを除去した。その後、温度１４５０℃で２時間の熱処理を行いβ型の窒化珪素粉末（以下窒化珪素微粉末Ｄという）を作製した。この窒化珪素粉末Ｄについて、実施例１と同様の方法で、分析を行った結果、酸素量が１．３重量％、α率が３重量％、比表面積が１７ｍ２／ｇのβ型の窒化珪素微粉末であった。
　【００６２】
　次に、市販の窒化珪素粉末（α率＝９３重量％、酸素量＝１．５重量％、比表面積嵩１１ｍ２／ｇ）９５重量％に、実施例１１では前記窒化珪素微粉末Ｄを５重量％、実施例１２では窒化珪素微粉末Ｄを５重量％と実施例１で作製した窒化珪素粉末Ａを３重量％添加して、ボールミルで１Ｈｒ乾式混合して窒化珪素粉末を作製した。得られた窒化珪素粉末は、実施例５同様の方法で分析した結果、実施例１１、１２共に酸素量は１．５重量％、比表面積は１２ｍ２／ｇであり、α率は実施例１１が８８重量％、実施例１２が８５重量％であった。また、粒子径０．６μｍ以下のβ型窒化珪素粒子の含有量は、実施例１１、１２共に６重量％であり、粒子径１．０〜３．０μｍのβ型窒化珪素粒子の含有量は、実施例１１が１．２重量％、実施例１２が２．９重量％であった。
　【００６３】
　次いで、前記窒化珪素粉末を実施例１と同じ手法で焼成して窒化珪素焼結体を作製し、評価した。得られた窒化珪素焼結体では、実施例１と同様に中心部と周辺部が識別でき、中心部の短軸径が０．５μｍ以下の窒化珪素粒子の含有量は、実施例１１が９２個数％、実施例１２が９０個数％であり、中心部の短軸径が１．０μｍ以上の窒化珪素粒子の含有量は、実施例１１が４個数％、実施例１２が７個数％であった。一方、窒化珪素粒子全体の平均粒子径は、実施例１１、１２共に０．７μｍで、平均アスペクト比は、実施例１１が４．２、実施例１２が４．３であった。また、この焼結体の４点曲げ強度は、実施例１１が１０７０ＭＰａ、実施例１２が１０３０ＭＰ・ａで、破壊靭性値は実施例１１が７．３ＭＰａ・ｍ１／２、実施例１２が８．６ＭＰａ・ｍ１／２であった。
　【００６４】
〔実施例１３〕
　実施例１で作製した窒化珪素粉末Ａ（α率：９４％）を、溶媒として水を加え、ボールミルで２０Ｈｒ湿式粉砕した窒化珪素粉末９１重量％に焼結助剤としてＹ２Ｏ３５重量％及びＡｌ２Ｏ３４重量％を添加し、実施例１と同じ手法で湿式混合、成形して成形体を作製した。次に、この成形体をカーボン容器中に窒化珪素粉末、焼結助剤及びＢＮ粉末の混合粉末に包埋して、カーボン発熱体の電気炉で、１ＭＰａの窒素雰囲気下で焼成した。焼成スケジュールは、昇温速度１０℃／ｍｉｎで温度１６００℃まで昇温して１時間保持し、再び１０℃／ｍｉｎで温度１８５０℃まで昇温して４時間保持した。
　【００６５】
　得られた窒化珪素焼結体は、実施例１と同じ手法で評価した。得られた窒化珪素焼結体は、中心部と周辺部が識別でき、中心部の短軸径が０．５μｍ以下の窒化珪素粒子の含有量は８２個数％であった。また、窒化珪素粒子全体の平均粒子径は０．８μｍであり、平均アスペクト比は４．１であった。一方、この焼結体の機械的特性は、４点曲げ強度が１０００ＭＰａ、破壊靭性値が７．１ＭＰａ・ｍ１／２であった。
　【００６６】
〔実施例１４〜１８、比較例６〜１０〕
　実施例２及び比較例４（市販粉末１）の窒化珪素粉末に、表３に示す焼結助剤を添加し、メタノールを添加した湿式ボールミルにより２０Ｈｒ混合し、濾過・乾燥し、メノウ乳鉢で解砕後、２００メッシュの篩い通しを行って混合粉末を作製した。次いで、これらの混合粉末を１０ＭＰａの圧力で金型成形した後、２００ＭＰａの圧力でＣＩＰ成形して３０×５０×８ｍｍの成形体を得た。これらの成形体は、カーボン容器中に窒化珪素粉末、焼結助剤及びＢＮ粉末の混合粉末に包埋して、カーボン発熱体の電気炉で、１ＭＰａの窒素加圧雰囲気下で表３に示す温度で４時間焼成して焼結体を作製した。得られた焼結体は、実施例１と同じ方法で評価を行った。その結果を表４に示す。
　【００６７】
　【表３】
　【００６８】
　【表４】
　【００６９】
　また、実施例１５〜１８の焼結体を１０ｍｍφの円盤状に研削加工し、レーザーフラッシュ法で熱伝導率を測定した結果、実施例１５が６０Ｗ／（ｍＫ）、実施例１６が５５Ｗ／（ｍＫ）、実施例１７が６５Ｗ／（ｍＫ）及び実施例１８が７０Ｗ／（ｍＫ）であった。
　【００７０】
〔実施例１９、２０、比較例１１、１２〕
　実施例１９及び比較例１１として、それぞれ実施例２及び比較例４の窒化珪素粉末に、焼結助剤としてＹ２Ｏ３５重量％とＡｌ２Ｏ３２重量％を、また、実施例２０及び比較例１２の場合には、焼結助材としてＹ２Ｏ３７重量％を添加し、メタノールを添加した湿式ボールミルにより２０Ｈｒ混合し、濾過・乾燥し、メノウ乳鉢で解砕後、２００メッシュの篩い通しを行って混合粉末を作製した。次いで、これらの混合粉末を６０ｍｍφのカーボンダイスに充填し、カーボン発熱体の電気炉で、１ＭＰａの窒素加圧雰囲気下、圧力２０ＭＰａ、温度１８００℃で１時間ホットプレス焼結して焼結体を作製した。得られた焼結体は、実施例１と同じ方法で評価を行った。その結果を表５に示す。
　【００７１】
　【表５】
　【００７２】
〔実施例２１〕
　実施例１５の助剤混合粉末を１０ＭＰａの圧力で金型成形した後、２００ＭＰａの圧力でＣＩＰ成形して４０×１００×８ｍｍの成形体を得た。これらの成形体は、カーボン容器中に窒化珪素粉末、焼結助剤及びＢＮ粉末の混合粉末に包埋して、カーボン発熱体の電気炉で、１ＭＰａの窒素加圧雰囲気下、温度１７５０℃で４時間焼成して焼結体を作製した。得られた焼結体は、研削加工により３０ｍｍ×８０ｍｍ×０．６ｍｍの形状の窒化珪素平板とした。
　【００７３】
　次に、前記窒化珪素平板の両面に活性金属ペースト（Ａｇ−Ｃｕ−Ｔｉ：８０−１５−５）を３０μｍの厚さでスクリーン印刷し、回路側に０．３ｍｍ厚の銅板及び裏面に０．１５ｍｍ厚の銅板を載置し、１０−３Ｐａ台の真空雰囲気下、８５０℃で３０分間加熱した。その後、冷却して複合体を得た。この複合体について、板厚０．３ｍｍの銅板側を研磨し、パターニング用レジストを印刷し、熱硬化後、塩化第二鉄水溶液に浸積エッチングし、パターンを形成した。更に、回路間に残存する接合材を除くため、銅板部を酸性フッ化アンモニウム水溶液に浸触させた後、水洗してパターン処理し回路基板を作製した。
　【００７４】
　次に、前記回路基板を、下部スパン３０ｍｍでの３点曲げ強度を測定したところ９００ＭＰａであった。また、−４０℃から１５０℃の温度幅で５００回のヒートサイクル試験を行った。ヒートサイクル試験後の基板の３点曲げ強度は８００ＭＰａであり、ヒートサイクル試験後も回路間の亀裂や回路の剥離等は認められなかった。
　【００７５】
〔実施例２２〕
　実施例１５の助剤混合粉末に成形用バインダーとしてメチルセルロースを１０重量％添加混合し、押し出し成型機でシート幅５０ｍｍ、シート厚０．８ｍｍのシートを成形した。得られたシートを４０ｍｍ×１００ｍｍのサイズに裁断し、大気中、温度５００℃で２時間脱脂した後、１ＭＰａの窒素雰囲気下、温度１７５０℃で４時間焼成して平板状の窒化珪素焼結体を作製した。得られた焼結体は、＃４００のアルミナ砥粒を用いて、乾式ホーニングして表面の変質層等を除去した。
　【００７６】
　次に、前記窒化珪素板を用いて、実施例２１と同じ手法で回路基板を作製した。得られた回路基板の３点曲げ強度は８５０ＭＰａであり、ヒートサイクル５００回後の３点曲げ強度は７８０ＭＰａであった。また、ヒートサイクル試験後も回路間の亀裂や回路の剥離は認められなかった。
　【００７７】
〔実施例２３〕
　実施例２１の窒化珪素板の両面に、実施例２１で用いた板厚の異なる２種類の銅板を載置し、窒素ガス雰囲気、温度１０５０℃で５分間加熱処理し、その後、冷却して複合体を作製した。得られた複合体は、実施例２１と同様の手法で回路基板を作製した。得られた回路基板の３点曲げ強度は９００ＭＰａであり、ヒートサイクル５００回後の３点曲げ強度は８７０ＭＰａであった。また、ヒートサイクル試験後も回路間の亀裂や回路の剥離は認められなかった。
　【００７８】
　【発明の効果】
　本発明の窒化珪素粉末は、通常の焼結方法により、強度、破壊靭性等の機械的特性の優れた窒化珪素焼結体を再現性良く提供することができる。これは、原料粉末中のβ型窒化珪素粒子の含有量と粒度を調整することにより、焼結時の窒化珪素の粒成長を制御し、得られる焼結体の組織を制御したためである。
　また、本発明の窒化珪素焼結体は、強度、破壊靭性等の機械的特性に優れ、自動車部品等の高い機械的特性が要求される部材として用いることのできる窒化珪素焼結体を提供することができる。
　更に、本発明の窒化珪素焼結体は、熱伝導率が３０Ｗ／（ｍＫ）以上とセラミックスとしては高く、且つ機械的特性、熱衝撃抵抗特性に優れるので、パワーモジュール用の回路基板として、特に、信頼性が要求される輸送機器等の用途に適した回路基板である。
【図面の簡単な説明】
　【図１】実施例２の窒化珪素焼結体を研磨・エッチングした面のＳＥＭ写真。
　白色部が粒界相であり、黒色部が窒化珪素粒子である。