電子部品用セラミックス基板及びその製造方法
【課題】配線層として必要な伝熱性及び導電性を確保しつつ熱膨張率を低減し、配線層とセラミック基板との界面における熱応力を低減せしめた電子部品用セラミックス部品、及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】セラミックス基板１０と、セラミックス基板１０の表面に配設した配線層２０を備えた電子部品用セラミックス基板１である。配線層２０は、粒状炭素相２３と微細炭素繊維２２と導電性母材２１を含む複合材から成る。カーボンナノチューブ２２と粒状炭素相２３とは、連結して３次元ネットワーク状の構造体を形成している。配線層２０では、熱及び電流は矢印ａで示すように、配線層２０の厚さ方向Ｔにおいて、連続した経路を形成している。
【解決手段】セラミックス基板１０と、セラミックス基板１０の表面に配設した配線層２０を備えた電子部品用セラミックス基板１である。配線層２０は、粒状炭素相２３と微細炭素繊維２２と導電性母材２１を含む複合材から成る。カーボンナノチューブ２２と粒状炭素相２３とは、連結して３次元ネットワーク状の構造体を形成している。配線層２０では、熱及び電流は矢印ａで示すように、配線層２０の厚さ方向Ｔにおいて、連続した経路を形成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品用セラミックス基板及びその製造方法に係り、更に詳細には、自動車用電動部品などのパワーエレクトロニクス部品用の実装基板、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーエレクトロニクス部品においては、限られたスペースに半導体チップを収めるため、内部に発生する熱に起因する問題を克服する必要がある。このような問題の一つとして、セラミック基板と配線層の熱膨張差による熱応力の発生が知られており、かかる熱応力の発生により、チップの密度や電流が増大するが、温度環境が苛酷になると、熱応力による界面剥離や亀裂が発生するといった不具合が生じる。
【０００３】
これに対し、従来、テープ状又はシート状のカーボン材と金属を積層し、面方向の高熱伝導性と低熱膨張性を有する複合材が提案されており、このような複合材がヒートシンクなどの伝熱部材として有用であることが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、ヒートシンクを想定した炭素粒子、炭素繊維成形体に金属を含浸させた高熱伝導、低熱膨張の複合材も開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−１２３２号公報
【特許文献２】特開２００１−５８２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、かかる従来の炭素物資質／金属複合材は低熱膨張性ではあるものの、基板配線に適用するには、伝熱性、導電性に問題がある。
即ち、特許文献１に記載されている複合材にあっては、シート状のカーボン材を積層してあるため、その積層方向では伝熱性や導電性が殆ど無く、この複合材を配線層として用いると、主に半導体チップから発生した熱が、セラミック絶縁板を介して裏面のヒートシンクに伝えられない。また、電流も複合材表面にしか流れないことになるので、全体としては電気抵抗が大きくなってしまう。
一方、特許文献２に開示されている複合材は、熱伝導性はある程度良好であるが、電気抵抗が大きく、上記同様に配線層として用いるには、電気抵抗が大きすぎるといった問題がある。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、配線層として必要な伝熱性及び導電性を確保しつつ熱膨張率を低減し、配線層とセラミック基板との界面における熱応力を低減せしめた電子部品用セラミックス部品、及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ね、配線層の熱伝導性、導電性を大きく損ねることなく熱膨張率を抑えて熱応力を低減させるべく、導電性母材と低熱膨張物質を複合化させることを検討した結果、微細炭素繊維と粒状炭素相との３次元ネットワーク構造体を形成させることにより、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。
【０００７】
即ち、本発明の電子部品用セラミックス基板は、セラミックス基板と、このセラミックス基板の表面に配設した配線層を備えた電子部品用セラミックス基板であって、
上記配線層は、粒状炭素相と、微細炭素繊維と、導電性母材を含む複合材から成り、
上記粒状炭素相と上記微細炭素繊維は、３次元ネットワーク状の構造体を形成しており、
上記配線層の厚さ方向において、連続した伝熱経路及び導電経路が形成されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の電子部品用セラミックス基板の製造方法は、上述の如き電子部品用セラミックス基板の製造方法であって、
上記配線層を、微細炭素繊維であるカーボンナノチューブとピッチ系バインダーを、有機溶媒中に添加し、分散・混合する工程（１）と、混合溶液を乾燥する工程（２）と、乾燥後の混合粉末を圧粉し、圧粉体を製造する工程（３）と、圧粉体に硬化処理を行う工程（４）と、硬化処理後の圧粉体を焼成する工程（５）と、工程（５）で作製したプリフォームに溶融したマトリックス金属を含浸する工程（６）と、で処理して作製することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、微細炭素繊維と粒状炭素相との３次元ネットワーク構造体を形成させることとしたため、配線層として必要な伝熱性及び導電性を確保しつつ熱膨張率を低減し、配線層とセラミック基板との界面における熱応力を低減せしめた電子部品用セラミックス部品、及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の電子部品用セラミックス部品につき詳細に説明する。なお、本明細書において、濃度、含有量及び配合量などのついての「％」は、特記しない限り質量百分率を表すものとする。
【００１１】
上述の如く、本発明の電子部品用セラミックス部品は、セラミックス基板と配線層を備えるもので、配線層はセラミックス基板の表面に配置されている。
また、配線層は、粒状炭素相と、微細炭素繊維と、導電性母材を含む複合材から構成されており、粒状炭素相と微細炭素繊維は３次元ネットワーク構造体を形成しており、そして、配線層の厚さ方向には、連続した伝熱経路及び導電経路が形成されている。
【００１２】
図１は、本発明の電子部品用セラミックス基板を用いた実装部品の一例を示す断面図である。同図において、セラミックス基板１０の表面に配線層２０が被覆されて成る電子部品用セラミックス基板１は、半田層３０を介して半導体チップ４０と接合されている。
【００１３】
また、図２は、図１に示す配線層２０の拡大図であるが、導電性母材の一例である金属相２１には、微細炭素繊維の一例であるカーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴと略す）２２と、粒状炭素相２３が含まれている（図２（Ａ）参照）。
図２（Ａ）に示す例において、ＣＮＴ２２と粒状炭素相２３とは、連結して３次元ネットワーク状の構造体を形成している（図２（Ｂ）参照）。
また、この配線層２０では、熱及び電流は矢印ａで示すように、配線層２０の厚さ方向Ｔにおいて、連続した経路を形成している。
【００１４】
なお、図２に示すような配線層２０は、代表的には、粒状炭素相２３の給源となる炭素含有バインダーに浸漬したＣＮＴ２２を所定形状の容器に充填し、乾燥・焼成し、次いで、導電性母材２１の一例である金属相２１の給源となる金属溶湯を注入し、固化させることによって、形成することができる。
【００１５】
ここで、通常、セラミックス基板１０の熱膨張率は、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）の場合で３ｐｐｍ／Ｋ程度であるのに対し、金属相２２の熱膨張率は、純銅（Ｃｕ）の場合で１７．６ｐｐｍ／Ｋ程度、純アルミニウム（Ａｌ）の場合で２３．５ｐｐｍ／Ｋ程度であり、両者の差異は大きい。
しかし、本例では、熱膨張率がほぼゼロであるＣＮＴ２２と粒状炭素相２３と金属相２１を複合化することにより、配線層２０を形成しているため、配線層２０全体の熱膨張率は有意に低減されており、セラミックス基板１０との熱膨張率差は小さく抑えられている。よって、両者の熱膨張率差に起因する歪みや剥離が効果的に抑制される。
【００１６】
上述のように、図１及び図２に示すような構成を有する本発明の電子部品用セラミックス基板は、伝熱経路及び導電経路が配線層２０の厚さ方向に伸びている（図１の矢印ＨとＩも参照）。
よって、配線層２０上部の半導体チップ４０からセラミック板１０、更に裏面のヒートシンク（図示せず）への熱の流れが良好である。従って、セラミック基板１０及び配線層２０の温度上昇を抑えることができる。このことによっても、セラミック板１０と配線層２０の温度差が大きくならず熱応力が低減される。電流も配線層の厚さ方向全体に流れることができ、全体としての電気抵抗が増大することはなくなる。
【００１７】
以上のように、本発明の電子部品用セラミックス基板では、導電性、伝熱性を有し熱膨張率がほぼゼロである微細炭素遷移と粒状炭素相と金属との複合材を適切に配設しており、配線層２０の厚さ方向に伝熱経路、導電経路が伸びているので、熱膨張率が低く、十分な伝熱性及び導電性が確保された配線層が形成されており、熱応力による不具合がなく、低抵抗性が確保された実装基板が実現できる。
【００１８】
なお、上述の微細炭素繊維としては、特に限定されるものではないが、直径が約１００μｍよりも小さくアスペクト比が１００以上であるものが好ましい。大きな粒子状のものではないほうが、金属相などの導電性母材（マトリックス材）との接合面積が大きくなるので、複合化効果が有効に働く。かかる炭素繊維は熱膨張がゼロで、長さ方向には熱伝導性及び導電性を有しているので、複合化したときにこれらの性能が生かされる。
微細炭素繊維の具体例としては、ピッチ系又はＰＡＮ系の炭素繊維やカーボンナノファイバーやカーボンナノチューブなどが挙げられる。
【００１９】
また、上記カーボンナノチューブとしては、面積基準の円相当平均径が５０〜１００μｍであるものが好ましい。
この円相当平均径が５０μｍ未満では、導電性が十分に発揮されないおそれがあり、１００μｍを超えると、プリフォームの製造する際に取り扱いが難しくなり、またプリフォーム中の微細炭素繊維濃度が不均一な状態となり易い。
なお、「面積基準の円相当平均径」とは、炭素繊維構造体の外形を電子顕微鏡などを用いて撮影し、この撮影画像において、各炭素繊維構造体の輪郭を適当な画像解析ソフトウェア、例えばＷｉｎＲｏｏｆ（商品名、三谷商事株式会社製）を用いてなぞり、輪郭内の面積を求め、各繊維構造体の円相当径を計算し、これを平均化したものである。
【００２０】
更に、上記カーボンナノチューブとしては、その嵩密度が０．０００１〜０．０５ｇ／ｃｍ３であるものが好ましい。
嵩密度が０．０００１ｇ／ｃｍ３未満では、プリフォームを製造する際に取り扱いが難しくなり、また熱伝導性や導電性の改善でも効果を発揮しにくくなる。一方、嵩密度が０．０５ｇ／ｃｍ３を超えると、少量添加によって、プリフォームの物性を改善することが難しくなることがある。
【００２１】
更にまた、上記カーボンナノチューブは、その長手方向に対する軸直交断面の最大径が１５〜８００ｎｍであることが好ましい。
軸直交断面の最大径が１５ｎｍ未満では、炭素繊維の断面が多角形状とならず、また単位量当たりの本数が増えるため、多量の微細炭素繊維が必要となる。また、軸直交断面が太くなりすぎると、特に８００ｎｍを超えると、同一添加量でＣＮＴの量が減ってしまうため、伝熱や導電の経路が減ってしまう。
【００２２】
更に、上記カーボンナノチューブは、ラマン分光分析法で測定されるＩＤ／ＩＧが０．２以下であることが好ましい。
ＩＤ／ＩＧが０．２を超えると、カーボンナノチューブが本来有する機械的特性を発現しないことがある。
【００２３】
なお、「３次元ネットワーク構造」とは、微細炭素繊維が粒状炭素相部において結合され、該粒状炭素相部にて上記微細炭素繊維が複数交差した立体形状を呈していることを意味する。
【００２４】
次に、粒状炭素相としては、炭素質であり、微細炭素繊維とともに３次元ネットワーク構造を形成できれば十分であり、特に限定されるものではないが、上述の如く、炭素分を含むバインダー由来のものを代表例とすることができる。
このようなバインダーとしては、焼成により炭素相を生成するものであればよいが、例えば、ピッチバインダー、及びフェノール樹脂などの有機バインダーを挙げることができる。
【００２５】
なお、本発明の電子部品用セラミックス基板においては、粒状炭素相が、微細炭素繊維に対し、体積比率で０．５〜１０倍の割合で含まれていることが好ましい。この割合を満足することにより、微細炭素繊維同士が強固に締結でき、その結果、複合材の熱膨張係数を低減することができる。
体積比率で０．５倍未満では、炭素繊維同士の結合力が低下し、溶湯鍛造工程で炭素繊維及び粒状炭素相の３次元ネットワーク構造が破壊される可能性があり、１０倍を超えると、炭素繊維が有する強度を有効に利用できず（粒状炭素相、炭素繊維単体の強度を比較すると炭素繊維の方が高強度であるため）、有効に熱膨張係数を低減できないことがある。
【００２６】
ここで、図３は、図２と同様に、配線層を示す拡大断面図であるが、上記バインダー／ＣＮＴの体積比率は６．０であり、図２に示したバインダー／ＣＮＴの体積比率が０．７５のものよりも、バインダー量が増大している。
かかるハインダー量の増大により、配線層２１’では、強固な３次元ネットワーク構造２５’が形成されて（図３（Ｂ）参照）、マトリックスである金属相２１を有効に拘束しており、おり、図２の例に比し、熱膨張率が著しく低下している。
よって、セラミックス基板１０との熱膨張率差がいっそう小さく抑えられており、両者の熱膨張率差に起因する歪みや剥離が極めて効果的に抑制される。
【００２７】
なお、図６に、バインダー／ＣＮＴの体積比率が、電子部品用セラミックス基板の電気伝導率や熱膨張係数に与える影響を示す。
【００２８】
次に、導電性母材としては、金属相が良好であり、上述のような伝熱経路及び導電経路はこの金属相で形成するのが好ましい。
導電性母材として導電性の樹脂やセラミックスを用いることも可能であるが、使用環境温度、それ自体の熱膨張性、熱伝導性及び電気抵抗、また靭性や製造し易さなどを総合的に評価すると、一般的な金属が良好である。
【００２９】
なお、金属相を構成する金属種としては、耐熱性がある一般的なもので特に問題はないが、配線層としての機能を考慮すると電気抵抗が小さいものがよく、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、チタン（Ｔｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）又はタンタル（Ｔａ）、及びこれら金属の合金を挙げることができるが、更にコストを考慮すると、アルミニウム又は銅が好ましい。
【００３０】
また、本発明の電子部品用セラミックス基板では、好ましくは、配線層の面方向の少なくとも１方向の熱膨張率が１５ｐｐｍ／Ｋ以下である。
通常の配線に使われる銅（１７ｐｐｍ／Ｋ）やアルミニウム（２３ｐｐｍ／Ｋ）に比し、セラミック板の熱膨張率は５ｐｐｍ／Ｋ以下であるから熱膨張差は大きく、この差に起因する熱応力も大きくなる。
配線層の熱膨張率が小さければ当然熱応力も小さくなるが、温度上昇がヒートシンクへの伝熱で抑えられるので１５ｐｐｍ／Ｋ以下、より好ましくは１０ｐｐｍ／Ｋ以下であれば十分である。
【００３１】
更に、本発明においては、配線層の厚さ方向の熱伝導率を５０Ｗ／ｍ・Ｋより大きくすることが好ましい。これにより、半導体チップからの熱を効率良くセラミック板からヒートシンクへ逃すことができる。この熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以下では基板そのものの温度が上昇してしまい上記熱応力が大きくなってしまうことがある。
【００３２】
更にまた、本発明においては、配線層の面方向の比抵抗を１０ｘ１０−６Ω・ｃｍ以下とすることが好ましい。
これにより、配線としての抵抗を小さくでき発熱損失の問題はなくなる。この抵抗値も小さいほど良好であるが、１０ｘ１０−６Ω・ｃｍを超えるようでは抵抗発熱により配線層の温度上昇の悪影響を無視でき無くなることがある。
【００３３】
また、本発明の電子部品用セラミックス基板の好適形態においては、図２や図３に示すような配線層の厚さ方向に平行な断面において、金属相が島状に分布しており、この断面と直交する方向では、上記島状金属相の一部が連続している構造を有する。かかる構造を有することにより、伝熱経路と導電経路が確保される。
図４及び図５は、それぞれ図２及び図３に示した配線層の顕微鏡写真（両図の（Ａ）は光学顕微鏡写真（倍率：１００倍）、（Ｂ）はＳＥＭ写真（倍率：３００００倍））であるが、各図において、金属相の一例であるアルミニウム相が島状に分布していることが分かる。
【００３４】
次に、本発明の電子部品用セラミックス基板の製造方法について説明する。
この製造方法は、上述のような電子部品用セラミックス基板を製造するものであり、配線層を、下記の（１）〜（６）の工程で処理する方法である。
（１）微細炭素繊維であるカーボンナノチューブとピッチ系バインダーを、有機溶媒中に添加し、分散・混合する工程
（２）得られた混合溶液を乾燥する工程
（３）乾燥後に生成した混合粉末を圧粉し、圧粉体を製造する工程
（４）圧粉体に硬化処理を行う工程
（５）硬化処理後の圧粉体を焼成する工程
（６）工程（５）で作製したプリフォームに溶融したマトリックス金属を含浸する工程
【００３５】
なお、上記基板の作製方法として、粉末冶金法、鍛造法などが考えられるが、コスト面から鋳造法が好ましい。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３７】
（実施例１）
チューブの長手方向に対する軸直交断面の平均径が５０ｎｍのカーボンナノチューブをプリフォームの全体積に対して２０体積％となるように、ピッチバインダーをプリフォームの全体積に対して１５体積％となるように、メタノール中に添加し、分散させ、約５分間攪拌した後、乾燥炉において大気中、７０℃、１時間の条件で乾燥を行った。
乾燥後、内径４０ｍｍの成形型を用いて直径４０ｍｍ、厚さ６ｍｍの圧粉体を成形し、成形型から取り出した後、乾燥炉にて大気中、１５０℃、１０分の熱処理により硬化させた。硬化後、圧粉体を焼成炉にて２５００℃、２０分の条件で焼成することにより、プリフォームを作製した（図７参照）。
【００３８】
作製したプリフォームをアルゴン雰囲気下で８００℃まで加熱した後、金型内に配置し、アルミニウム溶湯（ＪＩＳ呼称：１０５０）を金型内に注ぎ込み、２９０Ｍｐａの圧力で溶湯鍛造を行った。
このようにして作製したアルミニウム基複合材料を圧延し０．５ｍｍ厚さのシート状にし、このシートを配線層として窒化珪素製の基板にはんだ付けし、基板を作製した。作製した電子部品用セラミックス基板は、上記図１のような構造を有する。
【００３９】
（実施例２）
カーボンナノチューブがプリフォームの全体積に対して５体積％となるように、ピッチバインダーをプリフォームの全体積に対して３０体積％となるようにした以外は、実施例１と同様の操作を繰り返し、本実施例の基板を作製した。
【００４０】
［性能評価］
（基板の配線層の熱膨張係数測定）
圧延を行う前の実施例１及び２で作製した配線層用アルミニウム基複合材をＪＩＳ規格で定められた試験片形状（Ｚ２２８５）に加工し、昇温速度５℃／ｍｉｎ、還流窒素雰囲気（２００ｍｌ／ｍｉｎ）の条件で室温〜３００℃における熱膨張係数を測定した。結果を表１に示す。
表１より、実施例１及び２の複合材は、ともにマトリックスのアルミニウムに比べ熱膨張を低減できることが示された。
【００４１】
（基板の配線層の電気伝導率測定）
圧延を行う前の実施例１及び２で作製した配線層用アルミニウム基複合材を１０×３５×２ｍｍの試験片に加工し、大気中、室温において比抵抗値を測定した。測定した比抵抗値の逆数をとり、電気伝導率を算出した。得られた結果を表１に示す。
表１より、実施例１及び２の複合材は、ともにマトリックスのアルミニウムに比べ電気伝導率は低下するものの、十分な導電性を有していることが示された。
【００４２】
（基板の配線層の電気伝導率測定）
圧延を行う前の実施例１及び２で作製した配線層用アルミニウム基複合材料をφ５×１ｍｍに加工し、真空雰囲気下、室温においてレーザーフラッシュ法により熱伝導率を測定した。得られた結果を表１に示す。
表１より、実施例１及び２の複合材は、ともにマトリックスのアルミニウムに比べ熱伝導率は低下するものの、十分な熱伝導性を有していることが示された。
【００４３】
【表１】
【００４４】
（比較例１）
純銅粉を４５０℃で押出してφ２０の丸棒を作製し、圧延して０．５ｍｍ厚さのシートを作製した。このシート材の熱膨張率は１７ｐｐｍ／Ｋで、電気抵抗は１．７μΩ・ｃｍ、熱伝導率は４０１Ｗ／ｍ・Ｋであった。
このシートを窒化珪素製の基板にろう付けしたところ、界面に微細な割れを生じた。
【００４５】
（比較例２）
アルミ合金粉を用い、純銅ブロックに高速フレーム溶射法で積層した後、被膜をはがし、熱膨張率を測定すると２１ｐｐｍ／Ｋであった。同様に電気抵抗は１０．８μΩ・ｃｍ、熱伝導率は２１５Ｗ／ｍ・Ｋであった。
同様にセラミック基板に積層したところ、冷却後に界面で剥離した。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の電子部品用セラミックス基板の実装概念図である。
【図２】配線層を示す拡大断面図である。
【図３】配線層を示す拡大断面図である
【図４】配線層の顕微鏡写真である。
【図５】配線層の顕微鏡写真である。
【図６】バインダー／ＣＮＴの体積比率が、電子部品用セラミックス基板の電気伝導率や熱膨張係数に与える影響を示すグラフである。
【図７】プリフォームを示す概念的な斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 電子部品用セラミックス基板
１０ セラミックス基板
２０ 配線層
２０’ 配線層
２１ 金属相
２２ カーボンナノチューブ
２３ 粒状炭素相
２５ ３Ｄネットワーク構造体
２５’ ３Ｄネットワーク構造体
３０ 半田層
４０ 半導体チップ
Ｈ 熱
Ｉ 電流
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品用セラミックス基板及びその製造方法に係り、更に詳細には、自動車用電動部品などのパワーエレクトロニクス部品用の実装基板、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーエレクトロニクス部品においては、限られたスペースに半導体チップを収めるため、内部に発生する熱に起因する問題を克服する必要がある。このような問題の一つとして、セラミック基板と配線層の熱膨張差による熱応力の発生が知られており、かかる熱応力の発生により、チップの密度や電流が増大するが、温度環境が苛酷になると、熱応力による界面剥離や亀裂が発生するといった不具合が生じる。
【０００３】
これに対し、従来、テープ状又はシート状のカーボン材と金属を積層し、面方向の高熱伝導性と低熱膨張性を有する複合材が提案されており、このような複合材がヒートシンクなどの伝熱部材として有用であることが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、ヒートシンクを想定した炭素粒子、炭素繊維成形体に金属を含浸させた高熱伝導、低熱膨張の複合材も開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−１２３２号公報
【特許文献２】特開２００１−５８２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、かかる従来の炭素物資質／金属複合材は低熱膨張性ではあるものの、基板配線に適用するには、伝熱性、導電性に問題がある。
即ち、特許文献１に記載されている複合材にあっては、シート状のカーボン材を積層してあるため、その積層方向では伝熱性や導電性が殆ど無く、この複合材を配線層として用いると、主に半導体チップから発生した熱が、セラミック絶縁板を介して裏面のヒートシンクに伝えられない。また、電流も複合材表面にしか流れないことになるので、全体としては電気抵抗が大きくなってしまう。
一方、特許文献２に開示されている複合材は、熱伝導性はある程度良好であるが、電気抵抗が大きく、上記同様に配線層として用いるには、電気抵抗が大きすぎるといった問題がある。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、配線層として必要な伝熱性及び導電性を確保しつつ熱膨張率を低減し、配線層とセラミック基板との界面における熱応力を低減せしめた電子部品用セラミックス部品、及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ね、配線層の熱伝導性、導電性を大きく損ねることなく熱膨張率を抑えて熱応力を低減させるべく、導電性母材と低熱膨張物質を複合化させることを検討した結果、微細炭素繊維と粒状炭素相との３次元ネットワーク構造体を形成させることにより、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。
【０００７】
即ち、本発明の電子部品用セラミックス基板は、セラミックス基板と、このセラミックス基板の表面に配設した配線層を備えた電子部品用セラミックス基板であって、
上記配線層は、粒状炭素相と、微細炭素繊維と、導電性母材を含む複合材から成り、
上記粒状炭素相と上記微細炭素繊維は、３次元ネットワーク状の構造体を形成しており、
上記配線層の厚さ方向において、連続した伝熱経路及び導電経路が形成されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の電子部品用セラミックス基板の製造方法は、上述の如き電子部品用セラミックス基板の製造方法であって、
上記配線層を、微細炭素繊維であるカーボンナノチューブとピッチ系バインダーを、有機溶媒中に添加し、分散・混合する工程（１）と、混合溶液を乾燥する工程（２）と、乾燥後の混合粉末を圧粉し、圧粉体を製造する工程（３）と、圧粉体に硬化処理を行う工程（４）と、硬化処理後の圧粉体を焼成する工程（５）と、工程（５）で作製したプリフォームに溶融したマトリックス金属を含浸する工程（６）と、で処理して作製することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、微細炭素繊維と粒状炭素相との３次元ネットワーク構造体を形成させることとしたため、配線層として必要な伝熱性及び導電性を確保しつつ熱膨張率を低減し、配線層とセラミック基板との界面における熱応力を低減せしめた電子部品用セラミックス部品、及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の電子部品用セラミックス部品につき詳細に説明する。なお、本明細書において、濃度、含有量及び配合量などのついての「％」は、特記しない限り質量百分率を表すものとする。
【００１１】
上述の如く、本発明の電子部品用セラミックス部品は、セラミックス基板と配線層を備えるもので、配線層はセラミックス基板の表面に配置されている。
また、配線層は、粒状炭素相と、微細炭素繊維と、導電性母材を含む複合材から構成されており、粒状炭素相と微細炭素繊維は３次元ネットワーク構造体を形成しており、そして、配線層の厚さ方向には、連続した伝熱経路及び導電経路が形成されている。
【００１２】
図１は、本発明の電子部品用セラミックス基板を用いた実装部品の一例を示す断面図である。同図において、セラミックス基板１０の表面に配線層２０が被覆されて成る電子部品用セラミックス基板１は、半田層３０を介して半導体チップ４０と接合されている。
【００１３】
また、図２は、図１に示す配線層２０の拡大図であるが、導電性母材の一例である金属相２１には、微細炭素繊維の一例であるカーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴと略す）２２と、粒状炭素相２３が含まれている（図２（Ａ）参照）。
図２（Ａ）に示す例において、ＣＮＴ２２と粒状炭素相２３とは、連結して３次元ネットワーク状の構造体を形成している（図２（Ｂ）参照）。
また、この配線層２０では、熱及び電流は矢印ａで示すように、配線層２０の厚さ方向Ｔにおいて、連続した経路を形成している。
【００１４】
なお、図２に示すような配線層２０は、代表的には、粒状炭素相２３の給源となる炭素含有バインダーに浸漬したＣＮＴ２２を所定形状の容器に充填し、乾燥・焼成し、次いで、導電性母材２１の一例である金属相２１の給源となる金属溶湯を注入し、固化させることによって、形成することができる。
【００１５】
ここで、通常、セラミックス基板１０の熱膨張率は、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）の場合で３ｐｐｍ／Ｋ程度であるのに対し、金属相２２の熱膨張率は、純銅（Ｃｕ）の場合で１７．６ｐｐｍ／Ｋ程度、純アルミニウム（Ａｌ）の場合で２３．５ｐｐｍ／Ｋ程度であり、両者の差異は大きい。
しかし、本例では、熱膨張率がほぼゼロであるＣＮＴ２２と粒状炭素相２３と金属相２１を複合化することにより、配線層２０を形成しているため、配線層２０全体の熱膨張率は有意に低減されており、セラミックス基板１０との熱膨張率差は小さく抑えられている。よって、両者の熱膨張率差に起因する歪みや剥離が効果的に抑制される。
【００１６】
上述のように、図１及び図２に示すような構成を有する本発明の電子部品用セラミックス基板は、伝熱経路及び導電経路が配線層２０の厚さ方向に伸びている（図１の矢印ＨとＩも参照）。
よって、配線層２０上部の半導体チップ４０からセラミック板１０、更に裏面のヒートシンク（図示せず）への熱の流れが良好である。従って、セラミック基板１０及び配線層２０の温度上昇を抑えることができる。このことによっても、セラミック板１０と配線層２０の温度差が大きくならず熱応力が低減される。電流も配線層の厚さ方向全体に流れることができ、全体としての電気抵抗が増大することはなくなる。
【００１７】
以上のように、本発明の電子部品用セラミックス基板では、導電性、伝熱性を有し熱膨張率がほぼゼロである微細炭素遷移と粒状炭素相と金属との複合材を適切に配設しており、配線層２０の厚さ方向に伝熱経路、導電経路が伸びているので、熱膨張率が低く、十分な伝熱性及び導電性が確保された配線層が形成されており、熱応力による不具合がなく、低抵抗性が確保された実装基板が実現できる。
【００１８】
なお、上述の微細炭素繊維としては、特に限定されるものではないが、直径が約１００μｍよりも小さくアスペクト比が１００以上であるものが好ましい。大きな粒子状のものではないほうが、金属相などの導電性母材（マトリックス材）との接合面積が大きくなるので、複合化効果が有効に働く。かかる炭素繊維は熱膨張がゼロで、長さ方向には熱伝導性及び導電性を有しているので、複合化したときにこれらの性能が生かされる。
微細炭素繊維の具体例としては、ピッチ系又はＰＡＮ系の炭素繊維やカーボンナノファイバーやカーボンナノチューブなどが挙げられる。
【００１９】
また、上記カーボンナノチューブとしては、面積基準の円相当平均径が５０〜１００μｍであるものが好ましい。
この円相当平均径が５０μｍ未満では、導電性が十分に発揮されないおそれがあり、１００μｍを超えると、プリフォームの製造する際に取り扱いが難しくなり、またプリフォーム中の微細炭素繊維濃度が不均一な状態となり易い。
なお、「面積基準の円相当平均径」とは、炭素繊維構造体の外形を電子顕微鏡などを用いて撮影し、この撮影画像において、各炭素繊維構造体の輪郭を適当な画像解析ソフトウェア、例えばＷｉｎＲｏｏｆ（商品名、三谷商事株式会社製）を用いてなぞり、輪郭内の面積を求め、各繊維構造体の円相当径を計算し、これを平均化したものである。
【００２０】
更に、上記カーボンナノチューブとしては、その嵩密度が０．０００１〜０．０５ｇ／ｃｍ３であるものが好ましい。
嵩密度が０．０００１ｇ／ｃｍ３未満では、プリフォームを製造する際に取り扱いが難しくなり、また熱伝導性や導電性の改善でも効果を発揮しにくくなる。一方、嵩密度が０．０５ｇ／ｃｍ３を超えると、少量添加によって、プリフォームの物性を改善することが難しくなることがある。
【００２１】
更にまた、上記カーボンナノチューブは、その長手方向に対する軸直交断面の最大径が１５〜８００ｎｍであることが好ましい。
軸直交断面の最大径が１５ｎｍ未満では、炭素繊維の断面が多角形状とならず、また単位量当たりの本数が増えるため、多量の微細炭素繊維が必要となる。また、軸直交断面が太くなりすぎると、特に８００ｎｍを超えると、同一添加量でＣＮＴの量が減ってしまうため、伝熱や導電の経路が減ってしまう。
【００２２】
更に、上記カーボンナノチューブは、ラマン分光分析法で測定されるＩＤ／ＩＧが０．２以下であることが好ましい。
ＩＤ／ＩＧが０．２を超えると、カーボンナノチューブが本来有する機械的特性を発現しないことがある。
【００２３】
なお、「３次元ネットワーク構造」とは、微細炭素繊維が粒状炭素相部において結合され、該粒状炭素相部にて上記微細炭素繊維が複数交差した立体形状を呈していることを意味する。
【００２４】
次に、粒状炭素相としては、炭素質であり、微細炭素繊維とともに３次元ネットワーク構造を形成できれば十分であり、特に限定されるものではないが、上述の如く、炭素分を含むバインダー由来のものを代表例とすることができる。
このようなバインダーとしては、焼成により炭素相を生成するものであればよいが、例えば、ピッチバインダー、及びフェノール樹脂などの有機バインダーを挙げることができる。
【００２５】
なお、本発明の電子部品用セラミックス基板においては、粒状炭素相が、微細炭素繊維に対し、体積比率で０．５〜１０倍の割合で含まれていることが好ましい。この割合を満足することにより、微細炭素繊維同士が強固に締結でき、その結果、複合材の熱膨張係数を低減することができる。
体積比率で０．５倍未満では、炭素繊維同士の結合力が低下し、溶湯鍛造工程で炭素繊維及び粒状炭素相の３次元ネットワーク構造が破壊される可能性があり、１０倍を超えると、炭素繊維が有する強度を有効に利用できず（粒状炭素相、炭素繊維単体の強度を比較すると炭素繊維の方が高強度であるため）、有効に熱膨張係数を低減できないことがある。
【００２６】
ここで、図３は、図２と同様に、配線層を示す拡大断面図であるが、上記バインダー／ＣＮＴの体積比率は６．０であり、図２に示したバインダー／ＣＮＴの体積比率が０．７５のものよりも、バインダー量が増大している。
かかるハインダー量の増大により、配線層２１’では、強固な３次元ネットワーク構造２５’が形成されて（図３（Ｂ）参照）、マトリックスである金属相２１を有効に拘束しており、おり、図２の例に比し、熱膨張率が著しく低下している。
よって、セラミックス基板１０との熱膨張率差がいっそう小さく抑えられており、両者の熱膨張率差に起因する歪みや剥離が極めて効果的に抑制される。
【００２７】
なお、図６に、バインダー／ＣＮＴの体積比率が、電子部品用セラミックス基板の電気伝導率や熱膨張係数に与える影響を示す。
【００２８】
次に、導電性母材としては、金属相が良好であり、上述のような伝熱経路及び導電経路はこの金属相で形成するのが好ましい。
導電性母材として導電性の樹脂やセラミックスを用いることも可能であるが、使用環境温度、それ自体の熱膨張性、熱伝導性及び電気抵抗、また靭性や製造し易さなどを総合的に評価すると、一般的な金属が良好である。
【００２９】
なお、金属相を構成する金属種としては、耐熱性がある一般的なもので特に問題はないが、配線層としての機能を考慮すると電気抵抗が小さいものがよく、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、チタン（Ｔｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）又はタンタル（Ｔａ）、及びこれら金属の合金を挙げることができるが、更にコストを考慮すると、アルミニウム又は銅が好ましい。
【００３０】
また、本発明の電子部品用セラミックス基板では、好ましくは、配線層の面方向の少なくとも１方向の熱膨張率が１５ｐｐｍ／Ｋ以下である。
通常の配線に使われる銅（１７ｐｐｍ／Ｋ）やアルミニウム（２３ｐｐｍ／Ｋ）に比し、セラミック板の熱膨張率は５ｐｐｍ／Ｋ以下であるから熱膨張差は大きく、この差に起因する熱応力も大きくなる。
配線層の熱膨張率が小さければ当然熱応力も小さくなるが、温度上昇がヒートシンクへの伝熱で抑えられるので１５ｐｐｍ／Ｋ以下、より好ましくは１０ｐｐｍ／Ｋ以下であれば十分である。
【００３１】
更に、本発明においては、配線層の厚さ方向の熱伝導率を５０Ｗ／ｍ・Ｋより大きくすることが好ましい。これにより、半導体チップからの熱を効率良くセラミック板からヒートシンクへ逃すことができる。この熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以下では基板そのものの温度が上昇してしまい上記熱応力が大きくなってしまうことがある。
【００３２】
更にまた、本発明においては、配線層の面方向の比抵抗を１０ｘ１０−６Ω・ｃｍ以下とすることが好ましい。
これにより、配線としての抵抗を小さくでき発熱損失の問題はなくなる。この抵抗値も小さいほど良好であるが、１０ｘ１０−６Ω・ｃｍを超えるようでは抵抗発熱により配線層の温度上昇の悪影響を無視でき無くなることがある。
【００３３】
また、本発明の電子部品用セラミックス基板の好適形態においては、図２や図３に示すような配線層の厚さ方向に平行な断面において、金属相が島状に分布しており、この断面と直交する方向では、上記島状金属相の一部が連続している構造を有する。かかる構造を有することにより、伝熱経路と導電経路が確保される。
図４及び図５は、それぞれ図２及び図３に示した配線層の顕微鏡写真（両図の（Ａ）は光学顕微鏡写真（倍率：１００倍）、（Ｂ）はＳＥＭ写真（倍率：３００００倍））であるが、各図において、金属相の一例であるアルミニウム相が島状に分布していることが分かる。
【００３４】
次に、本発明の電子部品用セラミックス基板の製造方法について説明する。
この製造方法は、上述のような電子部品用セラミックス基板を製造するものであり、配線層を、下記の（１）〜（６）の工程で処理する方法である。
（１）微細炭素繊維であるカーボンナノチューブとピッチ系バインダーを、有機溶媒中に添加し、分散・混合する工程
（２）得られた混合溶液を乾燥する工程
（３）乾燥後に生成した混合粉末を圧粉し、圧粉体を製造する工程
（４）圧粉体に硬化処理を行う工程
（５）硬化処理後の圧粉体を焼成する工程
（６）工程（５）で作製したプリフォームに溶融したマトリックス金属を含浸する工程
【００３５】
なお、上記基板の作製方法として、粉末冶金法、鍛造法などが考えられるが、コスト面から鋳造法が好ましい。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３７】
（実施例１）
チューブの長手方向に対する軸直交断面の平均径が５０ｎｍのカーボンナノチューブをプリフォームの全体積に対して２０体積％となるように、ピッチバインダーをプリフォームの全体積に対して１５体積％となるように、メタノール中に添加し、分散させ、約５分間攪拌した後、乾燥炉において大気中、７０℃、１時間の条件で乾燥を行った。
乾燥後、内径４０ｍｍの成形型を用いて直径４０ｍｍ、厚さ６ｍｍの圧粉体を成形し、成形型から取り出した後、乾燥炉にて大気中、１５０℃、１０分の熱処理により硬化させた。硬化後、圧粉体を焼成炉にて２５００℃、２０分の条件で焼成することにより、プリフォームを作製した（図７参照）。
【００３８】
作製したプリフォームをアルゴン雰囲気下で８００℃まで加熱した後、金型内に配置し、アルミニウム溶湯（ＪＩＳ呼称：１０５０）を金型内に注ぎ込み、２９０Ｍｐａの圧力で溶湯鍛造を行った。
このようにして作製したアルミニウム基複合材料を圧延し０．５ｍｍ厚さのシート状にし、このシートを配線層として窒化珪素製の基板にはんだ付けし、基板を作製した。作製した電子部品用セラミックス基板は、上記図１のような構造を有する。
【００３９】
（実施例２）
カーボンナノチューブがプリフォームの全体積に対して５体積％となるように、ピッチバインダーをプリフォームの全体積に対して３０体積％となるようにした以外は、実施例１と同様の操作を繰り返し、本実施例の基板を作製した。
【００４０】
［性能評価］
（基板の配線層の熱膨張係数測定）
圧延を行う前の実施例１及び２で作製した配線層用アルミニウム基複合材をＪＩＳ規格で定められた試験片形状（Ｚ２２８５）に加工し、昇温速度５℃／ｍｉｎ、還流窒素雰囲気（２００ｍｌ／ｍｉｎ）の条件で室温〜３００℃における熱膨張係数を測定した。結果を表１に示す。
表１より、実施例１及び２の複合材は、ともにマトリックスのアルミニウムに比べ熱膨張を低減できることが示された。
【００４１】
（基板の配線層の電気伝導率測定）
圧延を行う前の実施例１及び２で作製した配線層用アルミニウム基複合材を１０×３５×２ｍｍの試験片に加工し、大気中、室温において比抵抗値を測定した。測定した比抵抗値の逆数をとり、電気伝導率を算出した。得られた結果を表１に示す。
表１より、実施例１及び２の複合材は、ともにマトリックスのアルミニウムに比べ電気伝導率は低下するものの、十分な導電性を有していることが示された。
【００４２】
（基板の配線層の電気伝導率測定）
圧延を行う前の実施例１及び２で作製した配線層用アルミニウム基複合材料をφ５×１ｍｍに加工し、真空雰囲気下、室温においてレーザーフラッシュ法により熱伝導率を測定した。得られた結果を表１に示す。
表１より、実施例１及び２の複合材は、ともにマトリックスのアルミニウムに比べ熱伝導率は低下するものの、十分な熱伝導性を有していることが示された。
【００４３】
【表１】
【００４４】
（比較例１）
純銅粉を４５０℃で押出してφ２０の丸棒を作製し、圧延して０．５ｍｍ厚さのシートを作製した。このシート材の熱膨張率は１７ｐｐｍ／Ｋで、電気抵抗は１．７μΩ・ｃｍ、熱伝導率は４０１Ｗ／ｍ・Ｋであった。
このシートを窒化珪素製の基板にろう付けしたところ、界面に微細な割れを生じた。
【００４５】
（比較例２）
アルミ合金粉を用い、純銅ブロックに高速フレーム溶射法で積層した後、被膜をはがし、熱膨張率を測定すると２１ｐｐｍ／Ｋであった。同様に電気抵抗は１０．８μΩ・ｃｍ、熱伝導率は２１５Ｗ／ｍ・Ｋであった。
同様にセラミック基板に積層したところ、冷却後に界面で剥離した。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の電子部品用セラミックス基板の実装概念図である。
【図２】配線層を示す拡大断面図である。
【図３】配線層を示す拡大断面図である
【図４】配線層の顕微鏡写真である。
【図５】配線層の顕微鏡写真である。
【図６】バインダー／ＣＮＴの体積比率が、電子部品用セラミックス基板の電気伝導率や熱膨張係数に与える影響を示すグラフである。
【図７】プリフォームを示す概念的な斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 電子部品用セラミックス基板
１０ セラミックス基板
２０ 配線層
２０’ 配線層
２１ 金属相
２２ カーボンナノチューブ
２３ 粒状炭素相
２５ ３Ｄネットワーク構造体
２５’ ３Ｄネットワーク構造体
３０ 半田層
４０ 半導体チップ
Ｈ 熱
Ｉ 電流
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス基板と、このセラミックス基板の表面に配設した配線層を備えた電子部品用セラミックス基板であって、
上記配線層は、粒状炭素相と、微細炭素繊維と、導電性母材を含む複合材から成り、
上記粒状炭素相と上記微細炭素繊維は、３次元ネットワーク状の構造体を形成しており、
上記配線層の厚さ方向において、連続した伝熱経路及び導電経路が形成されることを特徴とする電子部品用セラミックス基板。
【請求項２】
上記微細炭素繊維がカーボンナノチューブから成り、このカーボンナノチューブは、面積基準の円相当平均径が５０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の電子部品用セラミックス基板。
【請求項３】
上記カーボンナノチューブは、その嵩密度が０．０００１〜０．０５ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする請求項２に記載の電子部品用セラミックス基板。
【請求項４】
上記カーボンナノチューブは、その長手方向に対する軸直交断面の最大径が１５〜８００ｎｍであることを特徴とする請求項２又は３に記載の電子部品用セラミックス基板。
【請求項５】
上記カーボンナノチューブは、その長手方向に対する軸直交断面の形状が多角形をなすことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つの項に記載の電子部品用セラミックス基板。
【請求項６】
上記カーボンナノチューブは、ラマン分光分析法で測定されるＩＤ／ＩＧが０．２以下であることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つの項に記載の電子部品用セラミックス基板。
【請求項７】
上記粒状炭素相が、上記微細炭素繊維に対し、体積比率で０．５〜１０倍の割合で含まれていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の電子部品用セラミックス基板。
【請求項８】
上記配線層の導電性母材が金属相から成り、この金属相が上記伝熱経路及び導電経路を形成していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つの項に記載の電子部品用セラミックス基板。
【請求項９】
上記金属相が、アルミニウム、銅、ニッケル、銀、金、モリブデン、タングステン、鉄、クロム、コバルト、チタン、マグネシウム、亜鉛及びタンタルから成る群より選ばれた少なくとも１種の金属、又はこれら金属の合金から構成されることを特徴とする請求項８に記載の電子部品用セラミックス基板。
【請求項１０】
上記配線層の厚さ方向に平行な断面において、上記金属相が島状に分布しており、上記断面と直交する方向では、上記島状金属相の一部が連続している構造を有することを特徴とする請求項８又は９に記載の電子部品用セラミックス基板。
【請求項１１】
請求項８又は９に記載の電子部品用セラミックス基板の製造方法であって、
上記配線層を、微細炭素繊維であるカーボンナノチューブとピッチ系バインダーを、有機溶媒中に添加し、分散・混合する工程（１）と、混合溶液を乾燥する工程（２）と、乾燥後の混合粉末を圧粉し、圧粉体を製造する工程（３）と、圧粉体に硬化処理を行う工程（４）と、硬化処理後の圧粉体を焼成する工程（５）と、工程（５）で作製したプリフォームに溶融したマトリックス金属を含浸する工程（６）と、で処理して作製することを特徴とする電子部品用セラミックス基板の製造方法。
【請求項１】
セラミックス基板と、このセラミックス基板の表面に配設した配線層を備えた電子部品用セラミックス基板であって、
上記配線層は、粒状炭素相と、微細炭素繊維と、導電性母材を含む複合材から成り、
上記粒状炭素相と上記微細炭素繊維は、３次元ネットワーク状の構造体を形成しており、
上記配線層の厚さ方向において、連続した伝熱経路及び導電経路が形成されることを特徴とする電子部品用セラミックス基板。
【請求項２】
上記微細炭素繊維がカーボンナノチューブから成り、このカーボンナノチューブは、面積基準の円相当平均径が５０〜１００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の電子部品用セラミックス基板。
【請求項３】
上記カーボンナノチューブは、その嵩密度が０．０００１〜０．０５ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする請求項２に記載の電子部品用セラミックス基板。
【請求項４】
上記カーボンナノチューブは、その長手方向に対する軸直交断面の最大径が１５〜８００ｎｍであることを特徴とする請求項２又は３に記載の電子部品用セラミックス基板。
【請求項５】
上記カーボンナノチューブは、その長手方向に対する軸直交断面の形状が多角形をなすことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つの項に記載の電子部品用セラミックス基板。
【請求項６】
上記カーボンナノチューブは、ラマン分光分析法で測定されるＩＤ／ＩＧが０．２以下であることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つの項に記載の電子部品用セラミックス基板。
【請求項７】
上記粒状炭素相が、上記微細炭素繊維に対し、体積比率で０．５〜１０倍の割合で含まれていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の電子部品用セラミックス基板。
【請求項８】
上記配線層の導電性母材が金属相から成り、この金属相が上記伝熱経路及び導電経路を形成していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つの項に記載の電子部品用セラミックス基板。
【請求項９】
上記金属相が、アルミニウム、銅、ニッケル、銀、金、モリブデン、タングステン、鉄、クロム、コバルト、チタン、マグネシウム、亜鉛及びタンタルから成る群より選ばれた少なくとも１種の金属、又はこれら金属の合金から構成されることを特徴とする請求項８に記載の電子部品用セラミックス基板。
【請求項１０】
上記配線層の厚さ方向に平行な断面において、上記金属相が島状に分布しており、上記断面と直交する方向では、上記島状金属相の一部が連続している構造を有することを特徴とする請求項８又は９に記載の電子部品用セラミックス基板。
【請求項１１】
請求項８又は９に記載の電子部品用セラミックス基板の製造方法であって、
上記配線層を、微細炭素繊維であるカーボンナノチューブとピッチ系バインダーを、有機溶媒中に添加し、分散・混合する工程（１）と、混合溶液を乾燥する工程（２）と、乾燥後の混合粉末を圧粉し、圧粉体を製造する工程（３）と、圧粉体に硬化処理を行う工程（４）と、硬化処理後の圧粉体を焼成する工程（５）と、工程（５）で作製したプリフォームに溶融したマトリックス金属を含浸する工程（６）と、で処理して作製することを特徴とする電子部品用セラミックス基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−９４３７７（Ｐ２００９−９４３７７Ａ）
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６５２４０（Ｐ２００７−２６５２４０）
【出願日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【出願人】（５０５２５９１８１）
【出願人】（５０５２６０８９９）
【出願人】（３０６０３０１１６）ナノカーボンテクノロジーズ株式会社 (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【出願人】（５０５２５９１８１）
【出願人】（５０５２６０８９９）
【出願人】（３０６０３０１１６）ナノカーボンテクノロジーズ株式会社 (6)
【Ｆターム（参考）】
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