JPH1161292A - 銅−炭素繊維複合体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】銅マトリックス中に炭素繊維を含有した低熱膨
張，高熱伝導の銅−炭素繊維複合体及びその製造法を提
供する。 【解決手段】前記銅−炭素繊維複合体の銅マトリックス
と炭素繊維の界面に炭素と化合物を形成する金属元素を
含み、かつ銅あるいは炭素またはその両方に対して反応
又は固溶した界面層が存在し、銅マトリックスは実質的
に銅からなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新規な銅−炭素繊
維複合材に係わり、特に半導体装置用放熱基板等として
用いられる低熱膨張でかつ高熱伝導性の銅−炭素繊維複
合材料及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】銅は熱伝導度が大きく、広く放熱用の材
料として用いられている。しかし、熱膨張率が１７×１
０^-6／°Ｋと大きいために半導体装置用放熱基板等の低
熱膨張性が要求される部材に用いることが出来ない。現
在、高密度半導体装置用放熱基板にはモリブデンが用い
られているが、より熱伝導度が高く、低コストの材料が
望まれている。これまでに、低熱膨張率の炭素繊維と高
熱伝導性の銅の複合化による、低熱膨張でかつ高熱伝導
の複合材の開発がなされてきた。その製造方法には、
（１）銅を溶湯にして炭素繊維に含浸させる方法、
（２）板あるいは箔状の銅と炭素繊維を交互に積層して
ホットプレスする方法、（３）炭素繊維に銅を蒸着ある
いはメッキにより付着させた後ホットプレスする方法が
ある。（１）の方法は、銅と炭素繊維の濡れ性が悪いこ
とから、炭素繊維の間隔の狭い複合体を得ようとすると
きには、炭素繊維間に銅が含浸出来ず、空洞が形成され
る。（２）の方法においても、（１）と同様な現象が生
じると考えられ、材料強度上好ましくない。（３）の方
法では、高度な蒸着あるいはメッキ技術が要求されると
いう問題点が挙げられる。

【０００３】このような問題を解決するために、様々な
方法により銅−炭素繊維複合体の製造方法が開発されて
いる。特開昭51−5213号は、銅あるいは銅合金の粉末を
粘結剤と混合してスラリーとし、炭素繊維束に含浸させ
た後、プレスや焼結により所定の形状に固化する方法で
ある。特開昭52−89505 号，特開昭52−53720 号は、銅
あるいは炭素と反応する元素が固溶限以上添加された銅
合金を、軟化点以上の温度で加圧することにより炭素繊
維に含浸させ複合体を形成する方法である。また、特開
昭53−104508号は粉末状高導電性金属，炭素粉，炭素と
反応する元素粉末，粘結剤を混合してスラリーとし、こ
れを高導電性金属被覆炭素繊維に含浸させた後、熱間加
圧成形あるいは溶解冷却成形を行い複合体を製造する方
法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの製造方法で得
られた銅−炭素繊維複合体は、熱膨張率がモリブデンと
同等に小さいものは得られているが、熱伝導率が低く、
モリブデンに代替するには至っていない。この原因は、
炭素繊維密度の増加と炭素と反応する元素の添加にあ
る。本来、銅と炭素とは互いに非固溶であり、濡れ性が
悪く、複合体と成り難い材料である。高熱伝導度，低熱
膨張率，高強度の銅−炭素繊維複合体は、銅マトリック
スと炭素繊維間の結合により炭素繊維が銅マトリックス
の熱膨張を抑え、かつ銅マトリックス中の熱伝導により
高い熱伝導率が維持されることが必要である。また、複
合体の内部に空洞や割れ等の材料強度上好ましくない要
因がないことも必要である。しかし、一般に銅と炭素繊
維の界面の結合力が弱いために炭素繊維が銅の熱膨張を
抑制できず、また濡れ性が悪いために銅の含浸が不十分
となり空洞が形成され易い。この問題を解決するため
に、炭素と反応する元素を添加することにより銅と炭素
繊維の濡れ性を改善し結合力を向上させた複合体が作製
されている。しかし、熱膨張率は小さくなるが、熱伝導
を担う銅マトリックス中に添加元素が固溶するために十
分な熱伝導度を得ることが出来ない。また、熱膨張率は
単位体積当りの炭素繊維本数が多くなるに従い低下する
が、これによっても熱伝導を担う銅の体積率が減少する
ために熱伝導度が低下する。従って、銅−炭素繊維複合
体においては、熱膨張率の抑制と熱伝導度の向上を同時
に達成することが困難であった。

【０００５】本発明は、低熱膨張率と高熱伝導率を同時
に満たす銅−炭素繊維複合体及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、銅マトリック
スが不可避的不純物元素を除き実質的に銅のみから成
り、銅と炭素繊維の界面に銅あるいは炭素またはその両
方に対して反応又は固溶した界面層が存在する組織を有
する銅と炭素繊維複合体にある。即ち、銅と炭素繊維の
結合力を向上させた銅−炭素繊維複合体が有効であるこ
とを見出した。前記界面層は、銅より融点が高くかつ炭
素と化合物を形成する金属元素を含まなければならな
い。このような炭素化合物形成金属元素としては、Ｓ
ｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，
Ｗが好ましく、これらのうちの少なくとも一つの元素が
炭素繊維と銅マトリックスの界面に界面層を形成してい
る必要がある。また、銅と炭素繊維の界面にＳｉ，Ｔ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆのうちの少なくとも一つの元素を含む界
面層が存在することがより好ましい。上記の金属元素添
加により、炭素繊維と銅マトリックス間の結合状態が改
善されても、銅マトリックス中に上記金属元素が固溶す
ると、複合体の熱伝導度を低下させる。そこで、銅マト
リックスは不可避的不純物元素を除き実質的に銅のみか
ら成るように製造するものでなければならない。

【０００７】上記の銅−炭素繊維複合体において、炭素
繊維体積分率が小さいと熱膨張の抑制効果が小さく、ま
た炭素繊維体積分率が大きいと熱伝導度が小さくなる。
このため、炭素繊維体積分率は２０％以上７０％以下で
あることが好ましい。また、界面層の厚さが厚い場合に
は、隣接する炭素繊維間に界面層のみが存在し、銅が含
浸されないために、熱伝導度が低下する。このため、界
面層の平均厚さは２μｍ以下が好ましい。界面層の厚さ
を調整し、かつ銅マトリックス中に固溶する添加金属元
素濃度を抑えるためには、炭素繊維重量をＭcf、炭素と
化合物を形成する金属元素の重量をＭｍ、炭素と化合物
を形成する金属元素の比重をρとしたときに、銅−炭素
繊維複合体中に含まれる、炭素と化合物を形成する金属
元素それぞれについてのＭｍ／(Ｍcf×ρ）の値の和が
０.１以下であることが必要である。このような材料組
織を有する銅−炭素繊維複合体は、熱膨張率１２×１０
^-6／°Ｋ以下，熱伝導度１２０Ｗ／ｍ°Ｋ以上を達成出
来る。

【０００８】上記の銅−炭素繊維複合体は、銅粉末，炭
素繊維及び炭素と化合物を形成することが可能な金属元
素粉末を混合し、短時間で加熱加圧成形し、銅マトリッ
クスが実質的に銅からなり、前述の界面層を形成させる
ことを特徴とする銅−炭素繊維複合体の製造方法により
製造することが出来る。

【０００９】上記の銅−炭素繊維複合体を、半導体素子
を搭載した半導体装置の熱伝導性基板として用いること
により、半導体装置の品質において信頼性が高く、放熱
性に優れた半導体装置を提供することが出来る。

【００１０】本発明は、低熱膨張で、かつ高熱伝導性の
銅−炭素繊維複合体を提供する。銅と炭素繊維とは、互
いに非固溶であり、濡れ性が悪く、複合体を作製し難
い。また、複合体を作製しても熱膨張を充分に抑制出来
なかったり、また熱伝導度を低下させたりする。そこ
で、銅マトリックスと炭素繊維の間に炭素と化合物を形
成することの出来る金属元素を含む界面層を形成するこ
とにより、銅マトリックスと炭素繊維の結合力を向上さ
せ、所定の熱膨張率及び熱伝導度を達成することが出来
た。ここでは、炭素と化合物を形成することの出来る金
属元素としては、周期率表で４Ａ，５Ａ，６Ａ族の元素
及びＳｉ、すなわちＳｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｎ
ｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗが好ましい。特に、界面層形
成及び銅マトリックスとの反応の点でＳｉ，Ｔｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆが好ましい。また、優れた熱伝導性を維持する
上で、銅マトリックスは、不可避的不純物元素を除き実
質的に銅のみから成っていなければならない。特に、銅
−炭素繊維複合体に添加されている、炭素と化合物を形
成することの出来る金属元素は、銅マトリックス中に含
まれていないことが好ましいが、銅マトリックス中に含
まれる上記添加元素の定量分析分解能に限界があること
から、分析により検出される上記添加元素濃度は0.5ｗ
ｔ.％以下とする。

【００１１】本発明の銅−炭素繊維複合体の熱膨張率
は、主に炭素繊維の体積分率に依存し、また、熱伝導度
は主に炭素繊維体積分率及び銅マトリックスへの添加元
素の固溶量に依存する。放熱用基板に用いるためには、
熱膨張率１２×１０^-6／°Ｋ以下及び熱伝導度１２０Ｗ
／ｍ°Ｋ以上が必要である。

【００１２】炭素繊維体積分率は、銅−炭素繊維複合体
の熱膨張率，熱伝導度共に影響を及ぼす。炭素繊維体積
分率と熱膨張率及び熱伝導度の関係から、上記特性を達
成するのは、炭素繊維体積分率が２０〜７０％のときで
あった。しかし、炭素繊維の種類や銅−炭素繊維複合体
製造時の条件のばらつき等を考慮すると、炭素繊維体積
分率が３０〜６０％が好ましい。

【００１３】銅マトリックスと炭素繊維界面に形成され
ている界面層は、その厚さが増すと隣接する炭素繊維間
に含浸されて熱伝導を担うべき銅の量が減少し、所定の
熱伝導度を得ることが出来なくなる可能性がある。そこ
で、炭素繊維体積分率を約５０％に固定して、炭素化合
物を形成するための添加金属元素量を変化させて、界面
層厚さの異なる銅−炭素繊維複合体を作製し、その熱伝
導特性を評価した。その結果、界面層厚さが平均２μｍ
以下であれば、目標の熱伝導度を保持できることが確認
された。より薄い界面層となれば、より高い熱伝導度を
達成することが出来ることから、原子層レベルでの炭素
化合物の形成が理想的であるが、銅−炭素繊維複合体製
造の点で、０.０５μｍ 程度が限界であると考えられる
ことから、平均０.０５〜１μｍ の界面層厚さが好まし
い。

【００１４】炭素化合物形成のための添加金属元素量
は、上記のように界面層厚さに影響を与えるだけでな
く、銅マトリックス中に固溶して、銅マトリックスの熱
伝導度を低下させる。そこで、添加金属元素量と熱伝導
度の関係を調査した。その結果、目標の熱伝導度を達成
するためには、銅−炭素繊維複合体中の添加金属元素重
量比をＭｍ、炭素繊維重量比をＭcf、添加金属元素の比
重をρとしたときＭｍ／（Ｍcf×ρ）の値が０.１ 以下
であることが必要である。特に、銅マトリックス中への
固溶量を低減させるため、及び実質的に均一な界面層を
得るためには、Ｍｍ／（Ｍcf×ρ）の値は０.００５以
上で０.０８以下が好ましい。

【００１５】上記のような材料組織及び特性を有する銅
−炭素繊維複合体は、銅粒子，炭素繊維及び炭素と化合
物を形成することが可能な金属元素粒子を混合し、加
熱，加圧成形して作製した。上記の炭素と化合物を形成
することが可能な金属元素は、具体的にはＳｉ，Ｔｉ，
Ｖ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗである。
これらのうち、特にＳｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆが好まし
い。これらの金属元素は０.２〜５ 重量％、より０.５
〜３ 重量％が好ましい。また、上記の加熱，加圧成形
は、真空中が好ましいが、銅マトリックス中への酸素の
固溶を抑制出来る減圧あるいは不活性ガス雰囲気でもよ
い。加熱温度は、銅の融点以上であることが好ましい
が、８００℃以上であればよい。加圧力は加熱温度に依
存するので、加熱温度に応じた加圧力を加える必要があ
る。この方法によれば、上記金属元素の銅中への固溶を
抑え、かつ銅と炭素繊維界面に良好な界面層を形成する
ことが出来る。

【００１６】このような製造方法で作製された、所定の
組織及び特性を有す銅−炭素繊維複合体は、低熱膨張及
び高熱伝導が必要とされる部位に適用することが出来
る。特に、銅−炭素繊維複合体と窒化アルミ及びアルミ
ナの板との銀ろうによる接合が可能であることから、半
導体装置の熱伝導性基板に適用することが出来る。

【００１７】

【発明の実施の形態】

（実施例１）銅−炭素繊維複合体の製造方法を示す。

【００１８】ピッチ系炭素繊維を２〜６mmの長さに切断
し、これに直径１０μｍ以下のＴｉ粒子を混合した。更
に、その炭素繊維とＴｉ粒子混合物とに１００メッシュ
以下のＣｕ粒子を混合した。混合重量比は、炭素繊維：
Ｃｕ粒子：Ｔｉ粒子＝9.54（ｇ）：３６.４（ｇ）：２.
０５（ｇ）であった。また、一連の混合により炭素繊維
は切断されたままの状態より多少粉砕された。炭素繊
維，Ｃｕ粒子，Ｔｉ粒子の混合物１を０.１mmｔ のＣｕ
板で作った箱（Ｃｕ容器）２の中に入れ、図１に示す加
熱加圧成形装置に入れた。ただし、図１では、加熱加圧
成形装置の断面を示している。加熱加圧成形装置には雰
囲気制御のためにチャンバー３が設けられており、その
中には加熱炉４が設置されている。混合物１は、側面黒
鉛治具５，上部黒鉛板６，上部湯だめ付き黒鉛板７，下
部黒鉛板８，下部湯だめ付き黒鉛板９で包囲した後、湯
流れ防止皿１０にのせて、加熱炉４内に設置した。この
とき、加圧のための下部加圧治具１１，上部加圧治具１
２は、混合物１が加熱炉４の中央に位置するように調節
した。上記の状態に設置，調節した後、チャンバー３内
を１×１０^-5Torr以上の真空度とした。なお、Ｃｕ容器
２と黒鉛製治具の隙間にはＣｕ粒を充填した。

【００１９】この後、混合物１に加圧治具にて２０kg／
cm² の圧力をかけた状態で、1100℃，１０min の加熱加
圧成形を実施した。これにより、直径６５mm，厚さ４mm
の円板上の銅−炭素繊維複合体を作製した。

【００２０】このようにして作製した銅−炭素繊維複合
体の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察した結
果、黒いコントラストの部分が炭素繊維、白いコントラ
ストの部分が銅マトリックス、そして、炭素繊維と銅マ
トリックスの界面に存在する灰色の界面層が観察され
た。ＳＥＭに備えられている元素分析装置（ＥＤＸ）で
炭素繊維，界面層，銅マトリックスの各部分を分析し、
図２，図３，図４に示す結果を得た。これより、炭素繊
維と銅マトリックスの界面にＴｉ，Ｃｕ，炭素を含む界
面層が形成されていることがわかる。また、銅マトリッ
クス中には、実質的に銅からのＸ線ピークしか観察され
ていない。作製した銅−炭素繊維複合体の各元素重量比
は、Ｃｕ：Ｔｉ：Ｃ＝８７.２：２.６：１０.２ であっ
た。

【００２１】（実施例２）実施例１に示す銅−炭素繊維
複合体と同じ製造方法により、約３０，５０，７０％の
炭素繊維体積分率となるように銅−炭素繊維複合体を作
製した。このとき炭素繊維とＴｉ粒子の重量比はほぼ
４：１となるようにした。作製した円板状銅−炭素繊維
複合体を室温〜３００℃の間で熱膨張率を測定した。ま
た、熱伝導度をレーザーフラッシュ法で測定した。得ら
れた熱膨張率及び熱伝導度と炭素繊維体積分率の関係を
それぞれ図５，図６に示す。これらより、１２×１０^-6
／°Ｋ以下の熱膨張率と１２０Ｗ／ｍ°Ｋ以上の熱伝導
度を共に達成するには、炭素繊維体積分率は２０〜７０
％が適当である。

【００２２】（実施例３）炭素繊維体積分率を約５０％
に固定して、炭素繊維とＴｉ粒子の重量比がほぼ４：
１，２：１，１：１となるように配合して、実施例１と
同じ製造方法を用いて銅−炭素繊維複合体を作製した。
作製した銅−炭素繊維複合体の熱伝導度をレーザーフラ
ッシュ法で測定した。また、Ｔｉを含む界面層の平均厚
さは、ＳＥＭ写真より測定した。そこで、図７に示す界
面層厚さと熱伝導度の関係を得た。これより、１２０Ｗ
／ｍ°Ｋ以上の熱伝導度を得るためには、２μｍ以下の
界面層厚さが適当である。

【００２３】また、銅−炭素繊維複合体に混合したＴｉ
と炭素繊維の重量比と熱伝導度の関係を整理すると、Ｔ
ｉ重量をＭｍ、炭素繊維重量をＭcf、金属Ｔｉの比重を
ρとしたとき、図８の関係を得た。これより、１２０Ｗ
／ｍ°Ｋ以上の熱伝導度を得るためには、Ｍｍ／（Ｍcf
×ρ）の値が０.１ 以下が適当である。

【００２４】（実施例４）炭素繊維体積分率を約５０
％、Ｍｍ／（Ｍcf×ρ）の値がほぼ０.０５ と成るよう
にＳｉ，Ｚｒ，Ｈｆをそれぞれ配合して、実施例１と同
じ方法で銅−炭素繊維複合体を作製した。これらの熱膨
張率、及び熱伝導度は表１に示す値となった。これよ
り、Ｓｉ，Ｚｒ，Ｈｆは、Ｔｉと同様に炭素繊維と銅マ
トリックスの界面に界面層を形成する効果が期待でき
る。

【００２５】

【表１】

【００２６】（実施例５）実施例１で作製した直径６５
mm，厚さ４mmの銅−炭素繊維複合体上に、銀ろうを用い
て、一辺４０mm，厚さ１mmの正方形の窒化アルミ板を接
合した。接合は、８００℃で３min 保持し、３℃／min
の冷却速度で冷却した。この接合方法では、銅−炭素繊
維複合体と窒化アルミの接合体に割れは観察されなかっ
た。また、反りもなかったことから、良好な接合状態で
あると言うことが出来る。上記銅−炭素繊維複合体，炭
化アルミ接合体を−５０〜１２５℃での熱サイクル試験
を実施した。その結果、３００サイクルまでは、接合体
の劣化は観察されなかった。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、低コストで低熱膨張，
高熱伝導の銅−炭素繊維複合体が得られる。また、本発
明の銅−炭素繊維複合体を半導体装置の熱伝導性基板と
して用いることにより、半導体装置の品質において信頼
性が高く、放熱性に優れた半導体装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】加熱加圧成形装置の断面図。

【図２】銅−炭素繊維複合体の炭素繊維部分のＥＤＸ分
析結果。

【図３】銅−炭素繊維複合体の界面層部分のＥＤＸ分析
結果。

【図４】銅−炭素繊維複合体の銅マトリックス部分のＥ
ＤＸ分析結果。

【図５】銅−炭素繊維複合体の炭素繊維体積分率と熱膨
張率との関係を示す線図。

【図６】銅−炭素繊維複合体の炭素繊維体積分率と熱伝
導度の関係を示す線図。

【図７】銅−炭素繊維複合体の炭素化合物層厚さと熱伝
導度の関係を示す線図。

【図８】銅−炭素繊維複合体の金属添加量と熱伝導度の
関係を示す線図。

【符号の説明】

１…混合物、２…Ｃｕ容器、３…チャンバー、４…加熱
炉、５…側面黒鉛治具、６…上部黒鉛板、７…上部湯だ
め付き黒鉛板、８…下部黒鉛板、９…下部湯だめ付き黒
鉛板、１０…湯流れ防止皿、１１…下部加圧治具、１２
…上部加圧治具。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鴨志田 陸男 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 稲垣 正寿 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】銅マトリックス中に炭素繊維を含有する銅
   −炭素繊維複合体において、銅マトリックスが不可避的
   不純物元素を除き実質的に銅から成り、銅と炭素繊維と
   の界面に金属元素を有し、該金属元素が炭素あるいは銅
   またはその両方に対して反応又は固溶した界面層が存在
   することを特徴とする銅−炭素繊維複合体。
2. 【請求項２】銅マトリックス中に炭素繊維を含有する銅
   −炭素繊維複合体において、銅マトリックスが不可避的
   不純物元素を除き実質的に銅から成り、銅と炭素繊維と
   の界面に銅より融点が高く、炭素と化合物を形成する金
   属元素を有し、該金属元素が前記炭素あるいは銅または
   その両方に対して反応又は固溶した界面層を有すること
   を特徴とする銅−炭素繊維複合体。
3. 【請求項３】銅マトリックス中に炭素繊維を含有する銅
   −炭素繊維複合体において、銅マトリックスが不可避的
   不純物元素を除き実質的に銅から成り、銅と炭素繊維と
   の界面にＳｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈ
   ｆ，Ｔａ，Ｗのうちの少なくとも一つの金属元素を含
   み、該金属元素が前記炭素あるいは銅またはその両方に
   対して反応又は固溶した界面層を有することを特徴とす
   る銅−炭素繊維複合体。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記金属元素はその重量比でＭｍ、その比重をρ、炭素
   の含有量を重量比でＭcfとしたときに、Ｍｍ／(Ｍcf×
   ρ)の値が０.１ 以下であることを特徴とする銅−炭素
   繊維複合体。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれかにおいて、 前記炭素繊維はその体積率で２０〜７０％であることを
   特徴とする銅−炭素繊維複合体。
6. 【請求項６】請求項１〜４のいずれかにおいて、 前記界面層の厚さが２.０μｍ 以下であることを特徴と
   する銅−炭素繊維複合体。
7. 【請求項７】請求項１〜６のいずれかにおいて、 熱膨張率が１２×１０^-6／°Ｋ以下及び熱伝導度が１２
   ０Ｗ／ｍ°Ｋ以上であることを特徴とする銅−炭素繊維
   複合体。
8. 【請求項８】銅マトリックス中に炭素繊維を含有する銅
   −炭素繊維複合体の製造方法において、銅粉末，炭素繊
   維及び該炭素繊維と化合物を形成する金属元素粉末を混
   合した後、加熱加圧成形し、 前記銅マトリックスが不可避的不純物元素を除き実質的
   に銅から成り、銅と炭素繊維との界面に炭素あるいは銅
   またはその両方に対して反応又は固溶した界面層を形成
   させることを特徴とする銅−炭素繊維複合体の製造方
   法。
9. 【請求項９】銅マトリックス中に炭素繊維を含有する銅
   −炭素繊維複合体の製造方法において、銅粉末，炭素繊
   維及び銅より融点が高く、炭素と化合物を形成する金属
   元素粉末を混合した後、加熱加圧成形し、 前記銅マトリックスが不可避的不純物元素を除き実質的
   に銅から成り、銅より融点が高く、炭素と化合物を形成
   する前記金属元素粉末が前記炭素あるいは銅またはその
   両方に対して反応又は固溶した界面層を形成させること
   を特徴とする銅−炭素繊維複合体の製造方法。
10. 【請求項１０】銅マトリックス中に炭素繊維を含有する
    銅−炭素繊維複合体の製造方法において、銅粉末，炭素
    繊維及びＳｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈ
    ｆ，Ｔａ，Ｗ粉末のうちの少なくとも一つの金属元素粉
    末を混合した後、加熱加圧成形し、 前記銅マトリックスが不可避的不純物元素を除き実質的
    に銅から成り、前記金属元素粉末が前記炭素あるいは銅
    またはその両方に対して反応又は固溶した界面層を形成
    させることを特徴とする銅−炭素繊維複合体の製造方
    法。
11. 【請求項１１】銅マトリックス中に炭素繊維を含有する
    銅−炭素繊維複合体において、該複合体の熱膨張率が１
    ２×１０^-6／°Ｋ以下及び熱伝導率が１２０Ｗ／ｍ°Ｋ
    以上であることを特徴とする銅−炭素繊維複合体。
12. 【請求項１２】半導体素子を熱伝導性基板に搭載した半
    導体装置において、前記基板は請求項１〜７及び１１の
    いずれかに記載の銅−炭素繊維複合体からなることを特
    徴とする半導体装置。