JP2523687B2 - 超伝導膜パタ―ンの形成方法 - Google Patents
超伝導膜パタ―ンの形成方法Info
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- JP2523687B2 JP2523687B2 JP62244285A JP24428587A JP2523687B2 JP 2523687 B2 JP2523687 B2 JP 2523687B2 JP 62244285 A JP62244285 A JP 62244285A JP 24428587 A JP24428587 A JP 24428587A JP 2523687 B2 JP2523687 B2 JP 2523687B2
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- superconducting
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- film pattern
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 超伝導セラミックスペーストを用いて基板上に超伝導
膜パターンを形成する方法に関し、 得られる超伝導膜パターンの歩留りを向上させること
を目的とし、 超伝導膜パターンが形成されるべき基板として、ペロ
ブスカイト型結晶構造を有する基板を使用するように構
成する。
膜パターンを形成する方法に関し、 得られる超伝導膜パターンの歩留りを向上させること
を目的とし、 超伝導膜パターンが形成されるべき基板として、ペロ
ブスカイト型結晶構造を有する基板を使用するように構
成する。
本発明はパターンの形成方法に関し、さらに詳しく述
べると、超伝導セラミックスペーストを用いて、基板上
に超伝導膜パターンを形成する方法に関する。本発明の
方法は、超伝導配線回路の作製等において有利に使用す
ることができる。
べると、超伝導セラミックスペーストを用いて、基板上
に超伝導膜パターンを形成する方法に関する。本発明の
方法は、超伝導配線回路の作製等において有利に使用す
ることができる。
周知の通り、最近、液体窒素温度（77K）よりも高温
度でも超伝導を示すセラミックス系高温超伝導材料が開
発され、また、かかる材料の広い利用のため、成膜技術
の幅広い研究が行われている。超伝導膜は、通常、膜パ
ターンの形でセラミック基板のような基板上に形成さ
れ、また、その成膜のため、例えばペースト焼結法、ス
パッタリング法、蒸着法、プラズマ溶射法等の技法が用
いられている。
度でも超伝導を示すセラミックス系高温超伝導材料が開
発され、また、かかる材料の広い利用のため、成膜技術
の幅広い研究が行われている。超伝導膜は、通常、膜パ
ターンの形でセラミック基板のような基板上に形成さ
れ、また、その成膜のため、例えばペースト焼結法、ス
パッタリング法、蒸着法、プラズマ溶射法等の技法が用
いられている。
なかんずく、ペースト焼結法は、実施が容易である、
等の利点を有するために、この技術分野において主とし
て用いられている。ペースト焼結法は、一般に、原料粉
末（これは超伝導材料そのものの粉末でも、さもなけれ
ば、超伝導材料形成用出発物質の混合粉末でもよい）を
有機バインダ及び有機溶剤と混合し、均一に分散させ
て、得られたペースト状物を基板上にスクリーン印刷法
等の印刷法によって塗布し、最後にこのペースト状物の
塗膜を大気中で800〜1000℃の高温度で焼成することに
よって行うことができる。用いられる基板は、ジルコニ
ア基板や高純度アルミナ基板（いわゆるFGA基板）など
であり、また、かかる基板の形状は、ロッド状、シート
状、プレート状等、さまざまである。このようにして得
られる超伝導膜パターンや回路は、各種のIC用基板、ハ
イブリッド回路などといった電子機器の回路へ応用する
ことができる。
等の利点を有するために、この技術分野において主とし
て用いられている。ペースト焼結法は、一般に、原料粉
末（これは超伝導材料そのものの粉末でも、さもなけれ
ば、超伝導材料形成用出発物質の混合粉末でもよい）を
有機バインダ及び有機溶剤と混合し、均一に分散させ
て、得られたペースト状物を基板上にスクリーン印刷法
等の印刷法によって塗布し、最後にこのペースト状物の
塗膜を大気中で800〜1000℃の高温度で焼成することに
よって行うことができる。用いられる基板は、ジルコニ
ア基板や高純度アルミナ基板（いわゆるFGA基板）など
であり、また、かかる基板の形状は、ロッド状、シート
状、プレート状等、さまざまである。このようにして得
られる超伝導膜パターンや回路は、各種のIC用基板、ハ
イブリッド回路などといった電子機器の回路へ応用する
ことができる。
上記したペースト焼結法は、しかし、得られる超伝導
膜が屡々十分な超伝導を示さないという問題点をかかえ
ている。すなわち、ジルコニア基板やFGA基板上でこの
ペースト焼結法を実施した場合には、用いられる基板が
一般的なセラミックス焼結体で、基板表面に粒子がアト
ランダムに存在しているために、膜内に超伝導セラミッ
クスの結晶ができているにもかかわらず、配向がそろわ
ず超伝導体とならないことが多い。
膜が屡々十分な超伝導を示さないという問題点をかかえ
ている。すなわち、ジルコニア基板やFGA基板上でこの
ペースト焼結法を実施した場合には、用いられる基板が
一般的なセラミックス焼結体で、基板表面に粒子がアト
ランダムに存在しているために、膜内に超伝導セラミッ
クスの結晶ができているにもかかわらず、配向がそろわ
ず超伝導体とならないことが多い。
本発明の目的は、したがって、ペースト焼結法におけ
る超伝導セラミックスの配向をそろえ、よって、得られ
る超伝導膜パターンの歩留りを向上させることにある。
る超伝導セラミックスの配向をそろえ、よって、得られ
る超伝導膜パターンの歩留りを向上させることにある。
本発明者らは、このたび、超伝導セラミックスペース
トを用いて基板上に超伝導膜パターンを形成するに当っ
て、ペロブスカイト型結晶構造、すなわち、形成される
べき超伝導体と同一の結晶構造、を有する基板を使用す
ることによって上記の目的を達成し得るということを見
い出した。
トを用いて基板上に超伝導膜パターンを形成するに当っ
て、ペロブスカイト型結晶構造、すなわち、形成される
べき超伝導体と同一の結晶構造、を有する基板を使用す
ることによって上記の目的を達成し得るということを見
い出した。
本発明において使用する基板は、好ましくは、層状配
向した結晶構造を有する基板である。有用な、ペロブス
カイト型結晶構造を有する基板としては、例えば、チタ
ン酸鉛（PbTiO3）、ジルコン酸鉛（PbZrO3）、チタン酸
ジルコン酸鉛（PbZrO3−PbTiO3）などをあげることがで
きる。これらの基板は、前記した通り、ロッド状、シー
ト状等、さまざまな形状を有することができる。
向した結晶構造を有する基板である。有用な、ペロブス
カイト型結晶構造を有する基板としては、例えば、チタ
ン酸鉛（PbTiO3）、ジルコン酸鉛（PbZrO3）、チタン酸
ジルコン酸鉛（PbZrO3−PbTiO3）などをあげることがで
きる。これらの基板は、前記した通り、ロッド状、シー
ト状等、さまざまな形状を有することができる。
本発明の実施において使用する超伝導セラミックスペ
ーストは、それがペースト焼結法で塗布し、焼成し得る
かぎりにおいて特に限定されるものではない。代表的な
有用なセラミックスペーストとして、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系
セラミックス（但し、Ｙは、Y,Sc,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,G
d,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb及びLuからなる群から選ばれた第I
IIa族元素であることができ、また、Baは、Ba,Sr,Ca及
びMgからなる群から選ばれた第IIa族元素であることが
できる）、例えばYBa2Cu3OXをあげることができる。YBa
2Cu3OXのペーストは、例えば、Y2O3,CuO及びBaOの粉末
を出発原料とし、この原料を焼結して超伝導体のバルク
を得、このバルクを粉砕して有機バインダ及び有機溶剤
に分散させることによって調製することができる。
ーストは、それがペースト焼結法で塗布し、焼成し得る
かぎりにおいて特に限定されるものではない。代表的な
有用なセラミックスペーストとして、Ｙ−Ba−Cu−Ｏ系
セラミックス（但し、Ｙは、Y,Sc,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,G
d,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb及びLuからなる群から選ばれた第I
IIa族元素であることができ、また、Baは、Ba,Sr,Ca及
びMgからなる群から選ばれた第IIa族元素であることが
できる）、例えばYBa2Cu3OXをあげることができる。YBa
2Cu3OXのペーストは、例えば、Y2O3,CuO及びBaOの粉末
を出発原料とし、この原料を焼結して超伝導体のバルク
を得、このバルクを粉砕して有機バインダ及び有機溶剤
に分散させることによって調製することができる。
本発明の方法では、ペロブスカイト型結晶構造を有す
るセラミック基板上に、同じくペロブスカイト型結晶構
造を有する超伝導セラミックスペーストを塗布し、焼成
するので、両者のなじみが良く、したがって、超伝導セ
ラミックスの配向をそろえることができる。実際、本発
明の方法によれば、斜方晶であるべき部分が、従来の方
法におけるように立方晶になったりする不都合が存在し
ない。
るセラミック基板上に、同じくペロブスカイト型結晶構
造を有する超伝導セラミックスペーストを塗布し、焼成
するので、両者のなじみが良く、したがって、超伝導セ
ラミックスの配向をそろえることができる。実際、本発
明の方法によれば、斜方晶であるべき部分が、従来の方
法におけるように立方晶になったりする不都合が存在し
ない。
例 １ 粒径１μｍのY2O3 15.3g、粒径１μｍのBaO 48.6g及
び粒径３μｍのCuO 36.0gにポリメチルメタクリレート
（PMMA）バインダ1.5g、テルピネオール20g及びメチル
エチルケトン（MEK）50gを加え、ボールミルで72時間に
わたって混合した。得られた混合物をライカイ機に入れ
て混練し、MEKを飛散させて超伝導セラミックスペース
トSCZ−１を得た。このペーストをPbZrO3−PbTiO3系基
板にスクリーン印刷し、乾燥後、大気中で950℃で12時
間にわたって焼成した。超伝導膜パターンが基板上に形
成された。
び粒径３μｍのCuO 36.0gにポリメチルメタクリレート
（PMMA）バインダ1.5g、テルピネオール20g及びメチル
エチルケトン（MEK）50gを加え、ボールミルで72時間に
わたって混合した。得られた混合物をライカイ機に入れ
て混練し、MEKを飛散させて超伝導セラミックスペース
トSCZ−１を得た。このペーストをPbZrO3−PbTiO3系基
板にスクリーン印刷し、乾燥後、大気中で950℃で12時
間にわたって焼成した。超伝導膜パターンが基板上に形
成された。
得られた超伝導膜パターンの電気抵抗を液体窒素中で
４端子法によって測定したところ、抵抗がゼロであるこ
とが認められた。さらに、この試料の結晶構造をＸ線回
折により調べたところ、ペロブスカイト型であることが
確認された。
４端子法によって測定したところ、抵抗がゼロであるこ
とが認められた。さらに、この試料の結晶構造をＸ線回
折により調べたところ、ペロブスカイト型であることが
確認された。
さらに、PbZrO3−PbTiO3系基板を用いた場合には従来
のようにFGA基板を用いた時よりも超伝導セラミックス
の歩留りが向上することを確認するため、２種類の異な
る基板を使用して上述の手法を繰り返した。なお、超伝
導セラミックスの歩留りとは、超伝導膜パターンにおけ
る超伝導セラミックスの占める割合（％）を意味し、振
動試料型磁力計（VSM）を用いて試料の磁化を測定する
ことを通じて評価した。次の第１表に示すような結果が
得られた。
のようにFGA基板を用いた時よりも超伝導セラミックス
の歩留りが向上することを確認するため、２種類の異な
る基板を使用して上述の手法を繰り返した。なお、超伝
導セラミックスの歩留りとは、超伝導膜パターンにおけ
る超伝導セラミックスの占める割合（％）を意味し、振
動試料型磁力計（VSM）を用いて試料の磁化を測定する
ことを通じて評価した。次の第１表に示すような結果が
得られた。
例 ２ 前記例１に記載の手法を繰り返した。但し、本例の場
合、Y2O3を16.7g、BaOを33.3g、CuOを50g、PMMAを1.5
g、そしてテルピネオールを20gの量で使用した。得られ
た超伝導セラミックスペーストSCZ−２を前記例１と同
様にスクリーン印刷し、焼成したところ、前記例１の場
合と同様な特性を有する超伝導膜パターンが形成され
た。
合、Y2O3を16.7g、BaOを33.3g、CuOを50g、PMMAを1.5
g、そしてテルピネオールを20gの量で使用した。得られ
た超伝導セラミックスペーストSCZ−２を前記例１と同
様にスクリーン印刷し、焼成したところ、前記例１の場
合と同様な特性を有する超伝導膜パターンが形成され
た。
この試料についても、前記例１の場合と同様に超伝導
セラミックスの歩留りを評価したところ、次の第２表に
示すような結果が得られた。
セラミックスの歩留りを評価したところ、次の第２表に
示すような結果が得られた。
例 ３ 前記例１に記載の手法を繰り返した。但し、本例の場
合、Y2O3を15g、BaOを50g、CuOを35g、PMMAを2.0g、そ
してテルピネオールを25gの量で使用した。得られた超
伝導セラミックスペーストSCZ−３を前記例１と同様に
スクリーン印刷し、焼成したところ、前記例１の場合と
同様な特性を有する超伝導膜パターンが形成された。
合、Y2O3を15g、BaOを50g、CuOを35g、PMMAを2.0g、そ
してテルピネオールを25gの量で使用した。得られた超
伝導セラミックスペーストSCZ−３を前記例１と同様に
スクリーン印刷し、焼成したところ、前記例１の場合と
同様な特性を有する超伝導膜パターンが形成された。
この試料についても、前記例１の場合と同様に超伝導
セラミックスの歩留りを評価したところ、次の第３表に
示すような結果が得られた。
セラミックスの歩留りを評価したところ、次の第３表に
示すような結果が得られた。
例 ４ 粒径１μｍのY2O3 15.3g、粒径１μｍのBaO 48.6g及
び粒径３μｍのCuO 36.0gにメチルエチルケトン（MEK）
50gを加え、ボールミルで48時間にわたって混合した。
この後、MEKを飛散させた粉末を用いて、200MPaの圧力
で圧粉体を成形した。この圧粉体を950℃で12時間、大
気中で焼成した。焼成の完了後、これを粉砕して粒径0.
5μｍの粉末とした。この粉末をＸ線回折したところ、
ペロブスカイト型の超伝導相を有していることが判っ
た。
び粒径３μｍのCuO 36.0gにメチルエチルケトン（MEK）
50gを加え、ボールミルで48時間にわたって混合した。
この後、MEKを飛散させた粉末を用いて、200MPaの圧力
で圧粉体を成形した。この圧粉体を950℃で12時間、大
気中で焼成した。焼成の完了後、これを粉砕して粒径0.
5μｍの粉末とした。この粉末をＸ線回折したところ、
ペロブスカイト型の超伝導相を有していることが判っ
た。
上記のようにして調製した粉末100gにPMMAバインダ3
g、テルピネオール25g及びMEK50gを加え、ボールミルで
24時間にわたって混合した。引き続く処理を前記例１に
記載のようにして実施して超伝導セラミックスペースト
SCZ−４を得、さらにこのペーストをスクリーン印刷し
て超伝導膜パターンを得た。この超伝導膜パターンの特
性は前記例１の場合と同様であった。
g、テルピネオール25g及びMEK50gを加え、ボールミルで
24時間にわたって混合した。引き続く処理を前記例１に
記載のようにして実施して超伝導セラミックスペースト
SCZ−４を得、さらにこのペーストをスクリーン印刷し
て超伝導膜パターンを得た。この超伝導膜パターンの特
性は前記例１の場合と同様であった。
この試料についても、前記例１の場合と同様に超伝導
セラミックスの歩留りを評価したところ、次の第４表に
示すような結果が得られた。
セラミックスの歩留りを評価したところ、次の第４表に
示すような結果が得られた。
〔発明の効果〕 本発明によれば、ペロブスカイト型結晶構造を有する
セラミック基板上に同じくペロブスカイト型結晶構造を
有するセラミックス系超伝導膜のパターンを形成するの
で、得られる超伝導膜パターンの歩留りを著しく向上さ
せることができる。
セラミック基板上に同じくペロブスカイト型結晶構造を
有するセラミックス系超伝導膜のパターンを形成するの
で、得られる超伝導膜パターンの歩留りを著しく向上さ
せることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 亀原 伸男 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 丹羽 紘一 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−5041（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−186696（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】超伝導セラミックスペーストを用いて基板
上に超伝導膜パターンを形成するに当って、 前記超伝導セラミックスペーストをスクリーン印刷法に
より、チタン酸鉛、ジルコン酸鉛置及びチタン酸ジルコ
ン酸鉛からなる群から選ばれたペロブスカイト型結晶構
造を有する基板上に塗布し、次いでこのペースト塗膜の
パターンを焼成することを特徴とする超伝導膜パターン
の形成方法。 - 【請求項２】前記基板が層状配向した結晶構造を有す
る、特許請求の範囲第１項に記載の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62244285A JP2523687B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 超伝導膜パタ―ンの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62244285A JP2523687B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 超伝導膜パタ―ンの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6489493A JPS6489493A (en) | 1989-04-03 |
| JP2523687B2 true JP2523687B2 (ja) | 1996-08-14 |
Family
ID=17116468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62244285A Expired - Lifetime JP2523687B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 超伝導膜パタ―ンの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2523687B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS645041A (en) * | 1987-06-29 | 1989-01-10 | Shinko Electric Ind Co | Manufacture of ceramic body having superconducting circuit pattern |
| JPH0744323B2 (ja) * | 1987-09-08 | 1995-05-15 | 三菱電機株式会社 | 超電導セラミツク基板 |
-
1987
- 1987-09-30 JP JP62244285A patent/JP2523687B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6489493A (en) | 1989-04-03 |
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