JPH0196989A - 超電導回路基板およびその作製方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子材料に使用されるセラミクス回路基板およ
びその作製方法に関する。より詳細には、回路を超電導
体で形成されたセラミクス回路基板およびその作製方法
に関する。

従来の技術 従来酸化物超電導体を回路に使用しているセラミクス回
路基板および積層型のセラミクスパッケージの場合、セ
ラミクス基板上に酸化物超電導体で金属を用いた場合と
同様な回路が形成されていた。

発明が解決しようとする問題点 セラミクス回路基板や積層型のセラミクスパッケージを
実際に電子部品として使用する際には、基板上の回路パ
ターンにボンディングを行ったり、ターミナルを形成す
る必要がある。しかし、酸化物超電導体は、−船釣な物
理特性、例えばぬれ特性、金属との接着性等が金属とは
大きく異なるため、上記のような従来のボンディングや
ターミナル形成がきわめて困難であった。

そこで本発明は、ボンディングやターミナル形成が容易
な超電導回路基板およびその作製方法を提供するもので
ある。

問題点を解決するための手段 本発明に従うと、超電導体で形成された回路を有するセ
ラミクス回路基板において、上記回路の電極パッド部が
厚膜導体で形成されていることを特徴とする超電導回路
基板が提供される。本発明の超電導回路基板に用いる超
電導体としては、Ｙ、ＢａおよびＣｕを含む複合酸化物
超電導体が好ましい。

また、本発明に従うと、超電導体で形成された回路を有
するセラミクス基板を作製する方法において、基板上に
超電導体ペーストで回路パターンを形成し、上言己回路
パターン上の所望する位置に厚膜導体ペーストで電極パ
ッドを形成し、同時に焼成することで超電導回路を作製
することを特徴とする超電導回路基板の作製方法も提供
される。

本発明に用いる厚膜導体ペーストの焼成温度は回路を形
成する酸化物超電導体の焼成温度より低く、両者の差が
１００℃以内であることが好ましい。

作用 セラミクス回路基板や積層型のセラミクスパッケージに
おいて、超電導体を回路に用いることにより、低損失化
、電力消費の低減、基板およびパッケージの小型・高密
度化、クロストーク防止、インピーダンスチャタ−防止
等多くのメリットが期待される。回路を形成する超電導
体としては酸化物超電導体が用いられるが、酸化物超電
導体は、金属と物性が大幅に異なり、ろう付けおよびハ
ンダによる接合あるいはボンディングは困難である。

また、めっきによるメタルパッド形成も不可能である。

すなわち、酸化物超電導体を使用した回路基板は、回路
の全ての部分が超電導体で形成すると、ボンディングや
ターミナル形成がきわめて困難であり、従来は電子部品
である回路基板としての実用性が低かった。

本発明に従うと、回路の電極パッド部が厚膜導体で形成
されていることを主要な特徴とする超電導回路基板が提
供される。本発明の超電導基板は、電極パッド部が厚膜
導体で形成されているのでボンディングや各種ピンのろ
う付は等は金属で回路が形成されている回路基板と同様
、従来の技術で容易に行うことができる。また、回路の
ほとんどの部分は超電導体で形成され、電極パッド部の
み厚膜導体で形成されているので超電導体を使用するメ
リットはなんら損なわれない。

本発明で使用する酸化物超電導体としては、周期律表１
１ａ族元素の中から選ばれる少なくとも１つの元素α、
周期律表■ａ族元素の中から選ばれる少なくとも１つの
元素βおよび周期律表Ｉｂ。

Ｉ［ｂ、ｌｌＩｂ、］Ｖａ、■ａ族元素によって構成さ
れる群の中から選択される少なくとも１つの元素Ｔを含
有する酸化物で、 一般式：　（αｌ−Ｘβｘ）ｒｙＯｚ （但し、α、β、Ｔは、上記定義の元素であり、Ｘはα
＋βに対するβの原子比で、０．１≦Ｘ≦０．９であり
、ｙおよび２は（α、ＸβＸ）を１とした場合に０．４
≦ｙ≦３．０．１≦２≦５となる原子比である） で表される組成のペロブスカイト型、酸素欠損ペロブス
カイト型またはペロブスカイト型結晶構造と類似のオル
ソロンピック型等の結晶構造を持つ、擬似ペロブスカイ
ト型というべき酸化物が好ましい。

具体的には、Ｙ、　Ｂａ５Ｃｕを含む複合酸化物が好ま
しく、この場合超電導体は例えば Ｂａ２Ｙ＋ＣｕａＯｓ−ｎ　　（ｎは酸素欠損を示す）
で表される酸素欠損ペロブスカイト型酸化物を主体とす
る混合相からなると考えられる。

本発明の方法に従うと、基板上に超電導体となる該複合
酸化物のペーストを用いた印刷法で回路を描き、電極パ
ッド部を厚膜導体ペーストで形成する。そして、両者を
同時に焼成する。本発明において回路を形成する複合酸
化物超電導体は、焼成等の熱処理を経ないと超電導性を
持たない。さらに、上記複合酸化物超電導体は、焼成時
の温度条件がたいへん厳しく、また、焼成過程の最後の
段階では酸素を十分取り込ませないと超電導特性が悪く
なる。

上記複合酸化物ペーストおよび厚膜導体ペーストはバイ
ンダーとして有機物を含んでいるため、焼成時は還元雰
囲気となる。従って、上記複合酸化物超電導体で回路を
形成し、焼成を行った後に厚膜導体の焼成を行うと複合
酸化物超電導体は還元され、超電導特性が悪化し、最悪
の場合は超電導性を失う。

上記の理由で本発明の方法では、超電導体となる複合酸
化物ペーストおよび厚膜ペーストとを同時に焼成し、最
後に適当な酸素含有雰囲気として上記複合酸化物超電導
体に酸素を十分に取り込ませ、よりよい超電導特性を得
る。厚膜導体を焼成した後、複合酸化物超電導体を焼成
することも可能であるが、両者の焼成温度が比較的近く
、また、厚膜導体の焼成温度には幅があり、しかも調整
できることから両者を同時に焼成することが可能であり
、より効率的である。

しかしながら、厚膜導体の焼成温度と複合酸化物超電導
体の焼成温度との差があまり大きいと、厚膜が形成でき
なかったり、厚膜表面が酸化される恐れがあるため、本
発明の方法では厚膜導体の焼成温度は複合酸化物超電導
体の焼成温度以下で両者の差が１００℃以下とした。

具体的には、本発明の方法で使用する厚膜導体ペースト
としては、Ａｇ−Ｐｄ、へｇ−Ｐｔ、Ａｕペースト等が
好ましい。

また、本発明の方法として、基板のグリーンシート上に
上記複合酸化物で回路を描き、厚膜導体ペーストで電極
パッド部を形成し、王者を同時に焼成する方法も考えら
れる。

実施例 実施例ｌ Ａｌ２Ｏ３基板１上にＹ＝Ｂａ−Ｃｕ−０のペーストを
スクリーン印刷法で第１図（ａ）に示すようパターニン
グし、またＡｕペーストで電極パッド部３をやはりスク
リーン印刷法で形成した。その後、大気中において９２
０℃で２０時間焼成した。

こうして得られた本発明の超電導回路基板の超電導回路
部は、９４にで抵抗が完全に０となった。

実施例２ 実施例１と同様な材料を用い、同様な手順で第１図ら）
に示す超電導回路基板を作製した。この基板上の超電導
回路部は、９６にで抵抗が完全にＯとなった。

次に、熱圧着ボンダーでＡｕ線を用い第１図（ｂ）に示
すようボンディングを行い破断強度を調べた。

結果を第１表に示す。

第１表 また、端部ターミナル部にハンダ付法によって第１図（
Ｃ）に示すようリードフレームを取り付けたが、良好な
るハンダ付けが可能であった。

実施例３ Ａ１２０３グリーンシート上にＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０のペ
ーストを用いて、実施例１で作製したものと同じパター
ンの超電導回路をスクリーン印刷法でバターニングし、
またＡｕペーストで電極パッド部やはリスクリーン印刷
法で形成した。その後、人気中において９４０℃で２４
時間焼成した。こうして得られた本発明の超電導基板は
、９０にで抵抗が完全に０となった。

この超電導基板の電極パッド部３にプラグインパッケー
ジに使用されるコバールの０．４３φのネールヘッドピ
ン４を第１図（ｄ）に示すようにロウ付した。ロウ付強
度を測定するため、引張試験で破断強度を測定したがす
べてコバールのピン部で破断し、ロウ付は部は充分なる
強度を有することがわかった。

発明の詳細 な説明したように、本発明の超電導回路基板は、超電導
体を用いることによる種々のメリットを十分活かせるも
のとなっている。

これは、本発明に独特な厚膜導体により形成された電極
パッド部を持つ超電導回路によって実現したものである
。

さらに本発明に従うと、上記の超電導回路基板の作成方
法も提供される。

本発明により、超電導の集積回路への応用はいっそう促
進される。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明の方法によりＡｌ２Ｏを基板上
に形成された厚膜導体による電極パッドを有する超電導
回路の１例を示す図であり、 第１図（ｂ）は、ボンディングの強度を測定するのに用
いた本発明による超電導回路基板を示す図であり、 第１図（Ｃ）は、本発明の超電導回路基板の電極パッド
部へのリードフレームをロウ付けした様子を示す図であ
り、 第１図（ｄ）は、本発明の超電導回路基板の電極パッド
部へプラグインパッケージに用いられるコバールのネー
ルへラドピンをロウ付けした様子を表す概念図である。 （主な参照番号） １・・・基板、 ２・・・超電導体、 ３・・・厚膜導体による電極パッド、 ４・・・リードフレーム、 ５・・・Ａｕ線、 ６・・・ピン 特許出願人　　住友電気工業株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）超電導体で形成された回路を有するセラミクス回
   路基板において、上記回路の電極パッド部が厚膜導体で
   形成されていることを特徴とする超電導回路基板。
2. （２）上記超電導体が、Ｙ、ＢａおよびＣｕを含む複合
   酸化物超電導体であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の超電導回路基板。
3. （３）超電導体で形成された回路を有するセラミクス基
   板を作製する方法において、基板上に超電導体となる複
   合酸化物ペーストで回路パターンを形成し、上記回路パ
   ターン上の所望する位置に厚膜導体ペーストで電極パッ
   ドを形成し、同時に焼成することで超電導回路を作製す
   ることを特徴とする超電導回路基板の作製方法。
4. （４）上記厚膜導体ペーストの焼成温度は上記回路を形
   成する酸化物超電導体の焼成温度より低く、両者の差が
   、１００℃以内であることを特徴とする特許請求の範囲
   第３項に記載の超電導体回路基板の作製方法。