JPH0195587A - 超伝導体配線基板 - Google Patents
超伝導体配線基板Info
- Publication number
- JPH0195587A JPH0195587A JP62252512A JP25251287A JPH0195587A JP H0195587 A JPH0195587 A JP H0195587A JP 62252512 A JP62252512 A JP 62252512A JP 25251287 A JP25251287 A JP 25251287A JP H0195587 A JPH0195587 A JP H0195587A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconductor
- wiring board
- metal layer
- substrate
- layer
- Prior art date
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- Pending
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- Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、超伝導体配線基板、特に酸化物系超伝導体を
用いた配線基板に関するものである。
用いた配線基板に関するものである。
（従来の技術）
従来、ハイブリッドＩＣなどの厚膜配線基板には導体と
して、銀、銅などの金属材料が用いられている。近年高
密度配線に対する要求がますます厳しくなり、配線が細
くなる傾向にある。
して、銀、銅などの金属材料が用いられている。近年高
密度配線に対する要求がますます厳しくなり、配線が細
くなる傾向にある。
しかし、従来の導体材料では導体の断面積が小さくなる
と電気抵抗が増大して、伝播する電気信号の減少や波形
の歪が起こりやすくなるという問題があった。
と電気抵抗が増大して、伝播する電気信号の減少や波形
の歪が起こりやすくなるという問題があった。
これに対して、本質的に電気抵抗のない超伝導体を用い
て配線をすることが試みられている。特に最近、超伝導
転移温度の高い酸化物系の超伝導物質が発見されたため
この技術は注目を集めている。
て配線をすることが試みられている。特に最近、超伝導
転移温度の高い酸化物系の超伝導物質が発見されたため
この技術は注目を集めている。
（発明の解決しようとする問題点）
しかしながら、酸化物系超伝導体は、機械的にもろく、
セラミックスとしては熱膨張係数が大きいため、セラミ
ックス基板に直接焼付けて配線した場合基板との熱膨張
差から断線しやすい、あるいは焼成時に基板と化学的に
反応して超伝導体が変質しやすいという欠点を有してい
た。
セラミックスとしては熱膨張係数が大きいため、セラミ
ックス基板に直接焼付けて配線した場合基板との熱膨張
差から断線しやすい、あるいは焼成時に基板と化学的に
反応して超伝導体が変質しやすいという欠点を有してい
た。
（問題点を解決するための手段）
本発明者は、断線の発生しない超伝導体配線基板を得る
ことを目的として種々、研究検討した結果、セラミック
ス基板と超伝導体との間に金属層を設けることにより上
記目的を達成し得ることを見出した。
ことを目的として種々、研究検討した結果、セラミック
ス基板と超伝導体との間に金属層を設けることにより上
記目的を達成し得ることを見出した。
かくして、本発明は、セラミックス基板に超伝導体によ
る配線を行った配線基板において、基板と超伝導体との
間に金属層を設けたことな特徴とする超伝導体配線基板
を提供するにある。
る配線を行った配線基板において、基板と超伝導体との
間に金属層を設けたことな特徴とする超伝導体配線基板
を提供するにある。
本発明においては、セラミックス基板と超伝導体の間に
は金属層が設けられる。酸化物系の超伝導体を用いる場
合、酸化雰囲気にて９００℃以上の温度で焼成せしめる
必要があるため、本発明の金属層においては、高温の酸
化雰囲気で安定な金属、例えばＡｇ、 Ｐｄ、 Ｐｔ、
Ａｕ等を用いるのが望ましい。特にＡｇ、 Ａｕは耐
酸化性が高く導電性に優れるので好ましい。金属層の形
成法は特に限定されないが、例えば通常の回路基板の場
合と同様に、金属粉末と有機バインダーからなる金属ペ
ーストをスクリーン印刷などの方法でセラミックス基板
に塗布した後、熱処理する方法を用いることができる。
は金属層が設けられる。酸化物系の超伝導体を用いる場
合、酸化雰囲気にて９００℃以上の温度で焼成せしめる
必要があるため、本発明の金属層においては、高温の酸
化雰囲気で安定な金属、例えばＡｇ、 Ｐｄ、 Ｐｔ、
Ａｕ等を用いるのが望ましい。特にＡｇ、 Ａｕは耐
酸化性が高く導電性に優れるので好ましい。金属層の形
成法は特に限定されないが、例えば通常の回路基板の場
合と同様に、金属粉末と有機バインダーからなる金属ペ
ーストをスクリーン印刷などの方法でセラミックス基板
に塗布した後、熱処理する方法を用いることができる。
金属層の厚さは、１〜１００μｍであるのが好ましい。
金属層の厚さが１μｍに満たない場合は、基板と超伝導
体の熱膨張差による応力を十分緩和できず、あるいは金
属層を通して基板と超伝導体が反応する虞れがある。金
属層の厚さが、１００μｍを超える場合は、層が剥離す
る虞れがある。また−度にその層を形成するのが困難と
なり、細く配線することも困難になる。
体の熱膨張差による応力を十分緩和できず、あるいは金
属層を通して基板と超伝導体が反応する虞れがある。金
属層の厚さが、１００μｍを超える場合は、層が剥離す
る虞れがある。また−度にその層を形成するのが困難と
なり、細く配線することも困難になる。
金属層の幅は、後述する超伝導体層の幅よりやや広く形
成されている方が、超伝導体層と基板との接触を確実に
防ぐことが可能であるので好ましい。
成されている方が、超伝導体層と基板との接触を確実に
防ぐことが可能であるので好ましい。
本発明の超、伝導体としては、酸化物系の超伝導体が臨
界温度が高い点で好ましく、例えばＢａ−Ｙ−Ｃｕ−０
系の超伝導体を用いれば安価で取扱が簡単な液体窒素で
冷却して超伝導状態を得ることが可能である。超伝導体
の配線法も特に限定されるものではなく、通常のセラミ
ックス膜の形成方法を用いることができる。例えば、超
伝導物質の粉末に有機バインダーを加えてペースト状に
し、スクリーン印刷等の方法で金属Ｍ上に該ペーストの
層を形成した後、熱処理を施すことによって超伝導体の
配線が得られる。超伝導体は、熱処理された後の金属層
の上に形成せしめることが好ましい。
界温度が高い点で好ましく、例えばＢａ−Ｙ−Ｃｕ−０
系の超伝導体を用いれば安価で取扱が簡単な液体窒素で
冷却して超伝導状態を得ることが可能である。超伝導体
の配線法も特に限定されるものではなく、通常のセラミ
ックス膜の形成方法を用いることができる。例えば、超
伝導物質の粉末に有機バインダーを加えてペースト状に
し、スクリーン印刷等の方法で金属Ｍ上に該ペーストの
層を形成した後、熱処理を施すことによって超伝導体の
配線が得られる。超伝導体は、熱処理された後の金属層
の上に形成せしめることが好ましい。
本発明のセラミックス基板としては、熱伝導率の高いセ
ラミックスを用いた方が、基板に搭載した半導体などの
発熱をすみやかに外部に逃がすことができるので、基板
が局部的に加熱して超伝導体の臨界温度以上になって超
伝導状態が破れることが実質的に防止され、信頼性が向
上するので好ましい。具体的には、基板の室温における
熱伝導率が２０Ｗ／ｍｋ以上であれば、超伝導状態を安
定に維持することが容易になる。このようなセラミック
ス材料としては、ＡＩＮ 。
ラミックスを用いた方が、基板に搭載した半導体などの
発熱をすみやかに外部に逃がすことができるので、基板
が局部的に加熱して超伝導体の臨界温度以上になって超
伝導状態が破れることが実質的に防止され、信頼性が向
上するので好ましい。具体的には、基板の室温における
熱伝導率が２０Ｗ／ｍｋ以上であれば、超伝導状態を安
定に維持することが容易になる。このようなセラミック
ス材料としては、ＡＩＮ 。
ＳｉＣ、ＢｅＯ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３等を挙げることが
できる。
できる。
（実施例）
第１表に示した、セラミックス基板、超伝導材料、金属
層の組み合わせについて以下の方法で、配線基板を作成
した。
層の組み合わせについて以下の方法で、配線基板を作成
した。
セラミックス基板（５０Ｘ ５０Ｘ Ｏ，６３５ｍｍ
）のほぼ全面に、市販の金属ペーストをスクリーン印刷
し、焼付けて、約１５μｍの厚さの金属層を得た。次に
、酸化物超伝導体粉末１００．０重量部にエチルセルロ
ース２．０重量部、ジブチルフタレート０．２重量部、
α−テルピネオール４０．０重量部を加えてよく混合し
ペーストを作製した。
）のほぼ全面に、市販の金属ペーストをスクリーン印刷
し、焼付けて、約１５μｍの厚さの金属層を得た。次に
、酸化物超伝導体粉末１００．０重量部にエチルセルロ
ース２．０重量部、ジブチルフタレート０．２重量部、
α−テルピネオール４０．０重量部を加えてよく混合し
ペーストを作製した。
このペーストを該金属層上に基板のほぼ全面にわたり同
じくスクリーン印刷で塗布して、９３０℃で１時間焼成
して、約１５μｍの厚さに超伝導体Ｍを焼付けて配線基
板を得た。本実施例においては、はぼ全面に金属および
超伝導体を焼付けたが、実際は回路に従い線状に金属層
および超伝導体層を容易に形成できる。
じくスクリーン印刷で塗布して、９３０℃で１時間焼成
して、約１５μｍの厚さに超伝導体Ｍを焼付けて配線基
板を得た。本実施例においては、はぼ全面に金属および
超伝導体を焼付けたが、実際は回路に従い線状に金属層
および超伝導体層を容易に形成できる。
この配線基板を、室温から液体窒素温度（７７Ｋ）まで
冷却しながら直流四端子法を用いて電気抵抗を測定して
、超伝導体層の超伝導転移温度（抵抗がゼロに°なる温
度）を求めた。なお、抵抗測定のための電極はＡｇペー
ストを用いて基板の中央部に電流端子間２０ｍｍ、電圧
端子間１０ｍｍの間隔で形成した。測定結果は表１に示
した。
冷却しながら直流四端子法を用いて電気抵抗を測定して
、超伝導体層の超伝導転移温度（抵抗がゼロに°なる温
度）を求めた。なお、抵抗測定のための電極はＡｇペー
ストを用いて基板の中央部に電流端子間２０ｍｍ、電圧
端子間１０ｍｍの間隔で形成した。測定結果は表１に示
した。
更に、超伝導層の接着状態については、この配線基板を
室温から液体窒素温度までの急冷な１０回繰り返した後
でも剥離状態は認められなかった。
室温から液体窒素温度までの急冷な１０回繰り返した後
でも剥離状態は認められなかった。
表１
（比較例）
セラミックス基板上に、金属層を設けずに直接超伝導体
層を形成したこと以外は実施例１と同様にして配線基板
を作成した。この配線基板は７７Ｋまで冷却しても超伝
導がみられず、急冷試験後超伝導体層はたやすく剥離し
た。この基板においては超伝導体層に、微細なりラック
が発生して電気的に断線していた。
層を形成したこと以外は実施例１と同様にして配線基板
を作成した。この配線基板は７７Ｋまで冷却しても超伝
導がみられず、急冷試験後超伝導体層はたやすく剥離し
た。この基板においては超伝導体層に、微細なりラック
が発生して電気的に断線していた。
（発明の効果）
本発明においては、セラミックス基板と超伝導体との間
に、金属層を設けたため、基板と超伝導体との接着が強
固になり、またセラミックス基板と超伝導体との熱膨張
差による応力が緩和されるため超伝導体の断線が発生し
ない。また、超伝導体が基板と直接接触しないので、超
伝導体の化学的変質を防止することができる。
に、金属層を設けたため、基板と超伝導体との接着が強
固になり、またセラミックス基板と超伝導体との熱膨張
差による応力が緩和されるため超伝導体の断線が発生し
ない。また、超伝導体が基板と直接接触しないので、超
伝導体の化学的変質を防止することができる。
さらに、金属層の熱伝導率は、一般的なセラミックス基
板や超伝導体より大きいため超伝導体の温度を均一化さ
せる効果があり、局部的な温度上昇による超伝導状態の
破壊が生じにくく、回路の安定な作動が可能である。
板や超伝導体より大きいため超伝導体の温度を均一化さ
せる効果があり、局部的な温度上昇による超伝導状態の
破壊が生じにくく、回路の安定な作動が可能である。
以上のように本発明では、超伝導体による配線を、基板
上に確実に形成することが可能であり、配線の幅や厚さ
を小さくできる。したがって、高集積度で信頼性の高い
配線基板を得ることができる。
上に確実に形成することが可能であり、配線の幅や厚さ
を小さくできる。したがって、高集積度で信頼性の高い
配線基板を得ることができる。
Claims (6)
- （１）セラミックス基板に超伝導体による配線を行った
配線基板において、基板と超伝導体の間に金属層を設け
たことを特徴とする超伝導体配線基板。 - （２）超伝導体は、酸化物系超伝導体である特許請求の
範囲第１項記載の超伝導体配線基板。 - （３）酸化物系超伝導体は、Ｂａ−Ｙ−Ｃｕ−Ｏ系であ
る特許請求の範囲第２項記載の超伝導体配線基板。 - （４）金属層は、Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕから選ばれた
少なくとも１種を主成分とする特許請求の範囲第１項記
載の超伝導体配線基板。 - （５）セラミックス基板は、室温における熱伝導率が２
０Ｗ／ｍｋ以上である特許請求の範囲第１項記載の超伝
導体配線基板。 - （６）セラミックス基板は、ＡｌＮ，ＳｉＣ，ＢｅＯ，
ＭｇＯ，Ａｌ＿２Ｏ＿３から選ばれた少なくとも１種を
主成分とするものである特許請求の範囲第１項または第
５項に記載の超伝導体配線基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62252512A JPH0195587A (ja) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | 超伝導体配線基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62252512A JPH0195587A (ja) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | 超伝導体配線基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0195587A true JPH0195587A (ja) | 1989-04-13 |
Family
ID=17238400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62252512A Pending JPH0195587A (ja) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | 超伝導体配線基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0195587A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0240992A (ja) * | 1988-08-01 | 1990-02-09 | Mitsubishi Metal Corp | 超伝導体配線の構造 |
| JPH02207589A (ja) * | 1989-02-07 | 1990-08-17 | Kyocera Corp | 酸化物超電導体配線基板 |
-
1987
- 1987-10-08 JP JP62252512A patent/JPH0195587A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0240992A (ja) * | 1988-08-01 | 1990-02-09 | Mitsubishi Metal Corp | 超伝導体配線の構造 |
| JPH02207589A (ja) * | 1989-02-07 | 1990-08-17 | Kyocera Corp | 酸化物超電導体配線基板 |
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