JPH0247894A - 超伝導回路基板の製造方法 - Google Patents
超伝導回路基板の製造方法Info
- Publication number
- JPH0247894A JPH0247894A JP63199103A JP19910388A JPH0247894A JP H0247894 A JPH0247894 A JP H0247894A JP 63199103 A JP63199103 A JP 63199103A JP 19910388 A JP19910388 A JP 19910388A JP H0247894 A JPH0247894 A JP H0247894A
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- Japan
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- circuit board
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- superconducting
- ceramic
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- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (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】
〔概要〕
超伝導多層回路基板の製造方法に関し、眉間の回路接続
が確実に行われている多層基板を得ることを目的とし、 ビア形成位置を孔開けしたセラミック基板に酸化物超伝
導物質を成分として含むペーストを印刷し、それぞれの
孔にペーストを充填し封口した後に、この基板上に導体
パターンを印刷し乾燥して後、焼成して単位のセラミッ
ク回路基板を形成する工程と、このセラミック回路基板
のビア形成位置に更に超伝導ペーストを印刷してパッド
をパターン形成する工程と、このセラミック回路基板の
周辺部にスペーサを配置し、位置合わせを行いつ〜複数
のセラミック回路基板を積層し、加圧しながら乾燥する
工程と、スペーサを取り除いた後、酸化雰囲気中で焼成
して一体化する＋４工程とを含んで超伝導回路基板の製
造方法を構成する。
が確実に行われている多層基板を得ることを目的とし、 ビア形成位置を孔開けしたセラミック基板に酸化物超伝
導物質を成分として含むペーストを印刷し、それぞれの
孔にペーストを充填し封口した後に、この基板上に導体
パターンを印刷し乾燥して後、焼成して単位のセラミッ
ク回路基板を形成する工程と、このセラミック回路基板
のビア形成位置に更に超伝導ペーストを印刷してパッド
をパターン形成する工程と、このセラミック回路基板の
周辺部にスペーサを配置し、位置合わせを行いつ〜複数
のセラミック回路基板を積層し、加圧しながら乾燥する
工程と、スペーサを取り除いた後、酸化雰囲気中で焼成
して一体化する＋４工程とを含んで超伝導回路基板の製
造方法を構成する。
本発明は超伝導多層回路基板の製造方法に関する。
ニオ７’ （Ｎｂ）、鉛（Ｐｂ）などの元素および錫化
ニオブ（ＮｂｘＳｎ） 、 ビスマス・鉛・バリウム
・酸素（Ｂｉ−Ｐｂ−Ｂａ−０）などの物質が超伝導現
象を示すことは知られていたが、超伝導転移温度（’ｒ
ｅ）は金属元素については高くてもＩＯＫに止まり、ま
た無機化合物についてもゲルマリラム化ニオブ（Ｎｂ：
＋Ｇｅ）の２３．５Ｋが最高であって、１５に以上の材
料は数えるほどしか存在しなかった。
ニオブ（ＮｂｘＳｎ） 、 ビスマス・鉛・バリウム
・酸素（Ｂｉ−Ｐｂ−Ｂａ−０）などの物質が超伝導現
象を示すことは知られていたが、超伝導転移温度（’ｒ
ｅ）は金属元素については高くてもＩＯＫに止まり、ま
た無機化合物についてもゲルマリラム化ニオブ（Ｎｂ：
＋Ｇｅ）の２３．５Ｋが最高であって、１５に以上の材
料は数えるほどしか存在しなかった。
然し、１９８６年４月にＢｅｄｎｏｒｚとＭｕｌｌｅｒ
によってランタン・バリウム・銅・酸素（Ｌａ−Ｂａ−
Ｃｕ−０）系の酸化物セラミックスについて高温超伝導
現象が発見されて以来、イツトリウム・バリウム・銅・
酸素（Ｙ −Ｂａ−Ｃｕ−０）系およびＹを含む希土類
元素−Ｂａ−Ｃｕ−０）系についてＴｃが約９０Ｋを示
す超伝導セラミックスが発見されるに到った。
によってランタン・バリウム・銅・酸素（Ｌａ−Ｂａ−
Ｃｕ−０）系の酸化物セラミックスについて高温超伝導
現象が発見されて以来、イツトリウム・バリウム・銅・
酸素（Ｙ −Ｂａ−Ｃｕ−０）系およびＹを含む希土類
元素−Ｂａ−Ｃｕ−０）系についてＴｃが約９０Ｋを示
す超伝導セラミックスが発見されるに到った。
その後、Ｂａ成分をストロンチウム（Ｓｒ）やカルシウ
ム（Ｃａ）成分に置換したり、Ｌａ成分をビスマス（Ｂ
ｉ）やタリウム（Ｔ ｌ ）に置換したＢ１−３ｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−０系（Ｔｃ ＃１１０ Ｋ）やＴ ｌ −Ｂ
ａ−Ｃａ−Ｃｕ−０系（Ｔ、＃１２０Ｋ）などが発表さ
れている。
ム（Ｃａ）成分に置換したり、Ｌａ成分をビスマス（Ｂ
ｉ）やタリウム（Ｔ ｌ ）に置換したＢ１−３ｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−０系（Ｔｃ ＃１１０ Ｋ）やＴ ｌ −Ｂ
ａ−Ｃａ−Ｃｕ−０系（Ｔ、＃１２０Ｋ）などが発表さ
れている。
さて、大量の情報を高速に処理する情報処理装置、特に
高速化を必要とする電算機部門には高電子移動度トラン
ジスタ（略称１１ＥＭＴ）や共鳴トンネリング・ホット
エレクトロン・トランジスタ（略称ＲＨＥＴ）などガリ
ウム・砒素（ＧａＡｓ）からなる半導体素子が導入され
つ−あるが、これらの半導体素子は液体窒素（Ｎ２）の
温度で特性を発揮することから、か＼る半導体素子を搭
載する電子回路を超伏れ 環セラミックスで形成す÷ば極めて効果的である。
高速化を必要とする電算機部門には高電子移動度トラン
ジスタ（略称１１ＥＭＴ）や共鳴トンネリング・ホット
エレクトロン・トランジスタ（略称ＲＨＥＴ）などガリ
ウム・砒素（ＧａＡｓ）からなる半導体素子が導入され
つ−あるが、これらの半導体素子は液体窒素（Ｎ２）の
温度で特性を発揮することから、か＼る半導体素子を搭
載する電子回路を超伏れ 環セラミックスで形成す÷ば極めて効果的である。
本発明はこれら超伝導セラミックスよりなる多層回路基
板の製造方法に関するものである。
板の製造方法に関するものである。
従来の電子回路の形成法としては薄膜法と厚膜法とがあ
り、共に配線基板としては耐熱性が優れると共に誘電率
が低いアルミナ（α−八へ２０３）などのセラミックス
を用い、薄膜法の場合はこの上に電子ビーム蒸着やスパ
ッタなどの方法により金（Ａｕ）やタンタル（Ｔａ）な
どの薄膜を形成し、写真蝕刻技術（フォトリソグラフィ
）を用いて選択エツチングを行い、微細パターンからな
る導体線路を形成している。
り、共に配線基板としては耐熱性が優れると共に誘電率
が低いアルミナ（α−八へ２０３）などのセラミックス
を用い、薄膜法の場合はこの上に電子ビーム蒸着やスパ
ッタなどの方法により金（Ａｕ）やタンタル（Ｔａ）な
どの薄膜を形成し、写真蝕刻技術（フォトリソグラフィ
）を用いて選択エツチングを行い、微細パターンからな
る導体線路を形成している。
また、厚膜法の場合はスクリーン印刷法によりＡｕペー
ストや銀・パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）ペースドナどの導
体ペーストからなるパターンを作り、これを焼成するこ
とにより導体線路を形成している。
ストや銀・パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）ペースドナどの導
体ペーストからなるパターンを作り、これを焼成するこ
とにより導体線路を形成している。
そして、回路が複雑になり、多層化を要する場合には主
に厚膜法が使用され、未焼成のセラミック・グリンシー
トの上に導体ペーストをスクリーン印刷した後、位置決
めしながら積層して加圧し、焼成して一体化することに
より多層回路基板が作られている。
に厚膜法が使用され、未焼成のセラミック・グリンシー
トの上に導体ペーストをスクリーン印刷した後、位置決
めしながら積層して加圧し、焼成して一体化することに
より多層回路基板が作られている。
然しなから、金属蒸着膜や導体ペーストの代わりに超伝
導セラミックスを用い、これを導体線路として多層回路
基板を形成することは未だ実用化されていない。
導セラミックスを用い、これを導体線路として多層回路
基板を形成することは未だ実用化されていない。
酸化物超伝導物質としては組成的に各種のものが開発さ
れているが、発明者等が実用化を進めているインドリウ
ム（Ｙ） ・バリウム（Ｂａ）・銅（Ｃｕ）・酸素系
セラミックス（Ｙ ＢａｚＣｕ＋ Ｏｑ−’ａ ）につ
いて超伝導特性を得るためには焼成中の雰囲気調整が必
要であるために、従来のようにグリーンシートの上に電
子回路パターンを印刷・乾燥した後に積層して焼成し、
一体化する方法をとることが困難である。
れているが、発明者等が実用化を進めているインドリウ
ム（Ｙ） ・バリウム（Ｂａ）・銅（Ｃｕ）・酸素系
セラミックス（Ｙ ＢａｚＣｕ＋ Ｏｑ−’ａ ）につ
いて超伝導特性を得るためには焼成中の雰囲気調整が必
要であるために、従来のようにグリーンシートの上に電
子回路パターンを印刷・乾燥した後に積層して焼成し、
一体化する方法をとることが困難である。
そこで、多層化に当たってセラミ・ツク基板単位毎に印
刷焼成し、これを積層することになるが、この場合は基
板上にパターン形成した導体線路の分だけ厚さが増して
いること＼、多少なりとも基板に反りが存在しているた
めに、積層する場合はビア（Ｖｉａ−ｈｏｌｅ）形成位
置と下の基板の導体線路との配線接続が充分にとれない
ことが問題である。
刷焼成し、これを積層することになるが、この場合は基
板上にパターン形成した導体線路の分だけ厚さが増して
いること＼、多少なりとも基板に反りが存在しているた
めに、積層する場合はビア（Ｖｉａ−ｈｏｌｅ）形成位
置と下の基板の導体線路との配線接続が充分にとれない
ことが問題である。
上記の課題はビア形成位置を孔開けしたセラミック基板
に超伝導ペーストを印刷し、それぞれの孔にペーストを
充填し封口した後に、この基板上に導体線路を印刷し乾
燥して後、焼成して単位のセラミック回路基板を形成す
る工程と、このセラミック回路基板のビア形成位置に更
に超伝導ペーストを印刷してパッドをパターン形成する
工程と、このセラミック回路基板の周辺部にスペーサを
配置し、位置合わせを行いつ＼複数のセラミック回路基
板を積層し、加圧しながら乾燥する工程と、スペーサを
取り除いた後、酸化雰囲気中で焼成して一体化する方法
をとることにより解決することができる。
に超伝導ペーストを印刷し、それぞれの孔にペーストを
充填し封口した後に、この基板上に導体線路を印刷し乾
燥して後、焼成して単位のセラミック回路基板を形成す
る工程と、このセラミック回路基板のビア形成位置に更
に超伝導ペーストを印刷してパッドをパターン形成する
工程と、このセラミック回路基板の周辺部にスペーサを
配置し、位置合わせを行いつ＼複数のセラミック回路基
板を積層し、加圧しながら乾燥する工程と、スペーサを
取り除いた後、酸化雰囲気中で焼成して一体化する方法
をとることにより解決することができる。
発明者が実用化研究を行っている希土類元素−Ｂａ−Ｃ
ｕ−０系例えばＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の超伝導回路を形
成する場合の問題点は、超伝導セラミックスを用いて導
体ペーストを作り、これを用いてスクリーン印刷などの
方法によりパターン形成した基板を焼成して導体線路を
形成する場合に、ペースト中に含まれている有機溶剤と
バインダが加熱によって分解し、この際に超伝導セラミ
ックスの構成材である酸化物が還元されてＹＢａ２Ｃｕ
３０ ｔ−ａの組成比を示すセラミックスが得られない
ことである。
ｕ−０系例えばＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の超伝導回路を形
成する場合の問題点は、超伝導セラミックスを用いて導
体ペーストを作り、これを用いてスクリーン印刷などの
方法によりパターン形成した基板を焼成して導体線路を
形成する場合に、ペースト中に含まれている有機溶剤と
バインダが加熱によって分解し、この際に超伝導セラミ
ックスの構成材である酸化物が還元されてＹＢａ２Ｃｕ
３０ ｔ−ａの組成比を示すセラミックスが得られない
ことである。
そのためには、酸化雰囲気中で焼成することが必要であ
るが、超伝導ペーストをスクリーン印刷し、積層した状
態では酸素（Ｏｔ）の供給が悪く、超伝導セラミックス
を形成することが困難である。
るが、超伝導ペーストをスクリーン印刷し、積層した状
態では酸素（Ｏｔ）の供給が悪く、超伝導セラミックス
を形成することが困難である。
そこで、本発明においては多層配線基板を形成する各基
板毎に予め超伝導導体線路を形成しておく。
板毎に予め超伝導導体線路を形成しておく。
次に、各配線基板を縦方向に回路接続するビヤ部にバン
ドを設け、その位置を基板より盛り上げおく。
ドを設け、その位置を基板より盛り上げおく。
か＼る基板を位置合わせし、積層した後に加圧すると、
ビア部の接続は充分であり、またパッド部は周囲が隙間
であり、０□の供給は充分であるためにパッド部を超伝
導セラミックス化することができる。
ビア部の接続は充分であり、またパッド部は周囲が隙間
であり、０□の供給は充分であるためにパッド部を超伝
導セラミックス化することができる。
このようにすると、多層配線基板は各層がビヤ位置で接
続し、相互に隙間が存在しているが、この構成は高周波
特性的に有利である。
続し、相互に隙間が存在しているが、この構成は高周波
特性的に有利である。
すなわち、アルミナ基板を使用する場合、誘電率は約１
０と大きく、アルミナ基板を挟んで上下に存在する配線
間に漏話（Ｃｒｏｓｓ−Ｔａｌｋ）が生じ易いが、空気
層が存在することによってこれが防げると云う副次的な
効果もある。
０と大きく、アルミナ基板を挟んで上下に存在する配線
間に漏話（Ｃｒｏｓｓ−Ｔａｌｋ）が生じ易いが、空気
層が存在することによってこれが防げると云う副次的な
効果もある。
従来の方法でＹＢａｚＣｕｚＯｔ−ａの組成をもつ超伝
導セラミックスを形成した後、播解機とボールミルとを
用いて粉砕し、整粒して平均粒径が２〜３μｍの微粒子
とした。
導セラミックスを形成した後、播解機とボールミルとを
用いて粉砕し、整粒して平均粒径が２〜３μｍの微粒子
とした。
そして、有機溶剤としてはテレピネオールとメチルエチ
ルケトンおよびアセトンを用い、またバインダとしては
ポリビニルブチラール（略称ＰＶＢ）を用い、粘度が２
０００ボイズ（Ｐｓ）の超伝導ペーストを形成した。
ルケトンおよびアセトンを用い、またバインダとしては
ポリビニルブチラール（略称ＰＶＢ）を用い、粘度が２
０００ボイズ（Ｐｓ）の超伝導ペーストを形成した。
次に、大きさが１０ｃｍ角で厚さが０．６５ｍのアルミ
ナ基板を用意し、ＹＡＧ（イツトリウム・アルミニウム
・ガーネット）レーザを用いてビア形成部に直径が０．
２ ｍの孔開けをしたものを必要な枚数だけ用意した。
ナ基板を用意し、ＹＡＧ（イツトリウム・アルミニウム
・ガーネット）レーザを用いてビア形成部に直径が０．
２ ｍの孔開けをしたものを必要な枚数だけ用意した。
先ず、スクリーン印刷法によりアルミナ基板のビア形成
部に超伝導ペーストを充填した後、この基板上に配線パ
ターンを３０μｍの厚さに形成した。
部に超伝導ペーストを充填した後、この基板上に配線パ
ターンを３０μｍの厚さに形成した。
そして、アルゴン（Ａｒ）と０２の混合雰囲気中で１０
００℃で３０分間焼成した後、続いて同じ雰囲気中で９
００℃で１時間に亙ってアニールを行い、超伝導線路を
形成した。
００℃で３０分間焼成した後、続いて同じ雰囲気中で９
００℃で１時間に亙ってアニールを行い、超伝導線路を
形成した。
こ＼で、アニールはＹＢａ２ＣｕｚＯｙ−ａの分子式に
おけるｄの値の調節のためである。
おけるｄの値の調節のためである。
次に、焼成の終わったアルミナ基板のビア形成位置の上
下に超伝導体ペーストをスクリーン印刷し、厚さが２０
μｍのパッドを形成した。
下に超伝導体ペーストをスクリーン印刷し、厚さが２０
μｍのパッドを形成した。
次に、か＼る基板でパターン形成の行われていない四隅
に厚さが５０μ履のポリエステル製のスペーサをそれぞ
れ配置し、位置合わせを行いながら積層し、加圧した状
態で乾燥した。
に厚さが５０μ履のポリエステル製のスペーサをそれぞ
れ配置し、位置合わせを行いながら積層し、加圧した状
態で乾燥した。
次に、四隅のスペーサを取り除いた後、先と同様な条件
すなわち、Ａｒと０２の混合雰囲気中で１０００℃で３
０分間焼成した後、続いて同じ雰囲気中で９００℃で１
時間に亙ってアニールを行い、超伝導パターンを形成し
た。
すなわち、Ａｒと０２の混合雰囲気中で１０００℃で３
０分間焼成した後、続いて同じ雰囲気中で９００℃で１
時間に亙ってアニールを行い、超伝導パターンを形成し
た。
このようにして生じた相互の基板間に空隙部をもつ多層
回路基板は各基板の凹凸をビア部で吸収して接続は完全
であり、またビア部のパッドも酸化ガスの供給が充分に
行われているために導体線路と同様な超伝導セラミック
スを得ることができた。
回路基板は各基板の凹凸をビア部で吸収して接続は完全
であり、またビア部のパッドも酸化ガスの供給が充分に
行われているために導体線路と同様な超伝導セラミック
スを得ることができた。
本発明の実施により超伝導転移温度（Ｔ、）が約８０に
の超伝導多層配線基板を得ることができ、このようにし
て得られた多層回路基板を使用することによりＨＥＭＴ
、 ＲＨＥＴやジョセフソン素子のように液体Ｎ２の温
度で使用する半導体素子の性能を充分に発揮することが
可能になった。
の超伝導多層配線基板を得ることができ、このようにし
て得られた多層回路基板を使用することによりＨＥＭＴ
、 ＲＨＥＴやジョセフソン素子のように液体Ｎ２の温
度で使用する半導体素子の性能を充分に発揮することが
可能になった。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ビア形成位置を孔開けしたセラミック基板に酸化物超伝
導物質を成分として含むペーストを印刷して該孔にペー
ストを充填し封口した後に前記基板上に導体パターンを
印刷し乾燥して後、焼成して単位のセラミック回路基板
を形成する工程と、該セラミック回路基板のビア形成位
置に更に酸化物超伝導物質を成分として含むペーストを
印刷してパッドをパターン形成する工程と、 該セラミック回路基板の周辺部にスペーサを配置し、位
置合わせを行いつゝ複数のセラミック回路基板を積層し
、加圧しながら乾燥する工程と、前記スペーサを取り除
いた後、酸化雰囲気中で焼成して一体化する工程と、 を含んで構成されることを特徴とする超伝導回路基板の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63199103A JP2551114B2 (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 超伝導回路基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63199103A JP2551114B2 (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 超伝導回路基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0247894A true JPH0247894A (ja) | 1990-02-16 |
| JP2551114B2 JP2551114B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=16402175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63199103A Expired - Fee Related JP2551114B2 (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 超伝導回路基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2551114B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0269994A (ja) * | 1988-09-05 | 1990-03-08 | Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd | セラミック超伝導体多層配線基板およびその製造方法 |
| WO1992020108A1 (en) * | 1991-05-08 | 1992-11-12 | Superconductor Technologies, Inc. | Multichip interconnect module including superconductive materials |
-
1988
- 1988-08-10 JP JP63199103A patent/JP2551114B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0269994A (ja) * | 1988-09-05 | 1990-03-08 | Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd | セラミック超伝導体多層配線基板およびその製造方法 |
| WO1992020108A1 (en) * | 1991-05-08 | 1992-11-12 | Superconductor Technologies, Inc. | Multichip interconnect module including superconductive materials |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2551114B2 (ja) | 1996-11-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |