JPH0254881A - 超伝導回路用端子電極の製造方法 - Google Patents
超伝導回路用端子電極の製造方法Info
- Publication number
- JPH0254881A JPH0254881A JP63205585A JP20558588A JPH0254881A JP H0254881 A JPH0254881 A JP H0254881A JP 63205585 A JP63205585 A JP 63205585A JP 20558588 A JP20558588 A JP 20558588A JP H0254881 A JPH0254881 A JP H0254881A
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- Japan
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- superconducting
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- terminal electrode
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Manufacturing Of Electrical Connectors (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〕
セラミック基板上に形成しである超伝導回路に接続する
端子電極に関し、 接触抵抗を軽減することを目的とし、 セラミック基板上に形成する電子回路への信号入出力端
子位置に貫通孔を設ける工程と、このセラミック基板上
に酸化物超伝導物質よりなる電子回路を形成する工程と
、貫通孔に導電材料を充填して超伝導線路と回路接続さ
せる工程とを備えて超伝導回路用端子電極の形成方法を
構成する。
端子電極に関し、 接触抵抗を軽減することを目的とし、 セラミック基板上に形成する電子回路への信号入出力端
子位置に貫通孔を設ける工程と、このセラミック基板上
に酸化物超伝導物質よりなる電子回路を形成する工程と
、貫通孔に導電材料を充填して超伝導線路と回路接続さ
せる工程とを備えて超伝導回路用端子電極の形成方法を
構成する。
本発明は超伝導回路用端子電極の形成方法に関する。
アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ） 、ニオブ（Ｎ
ｂ） 、鉛（Ｐｂ）などの元素および錫化ニオブ（Ｎｂ
、Ｓｎ）＋ビスマス・鉛・バリウム・ｆａ 素（Ｂ ｉ
−Ｐ ｂ −Ｂ ａ −０）などの物質が伝導現象を
示すことは知られていたが、超伝導転移温度（Ｔ、）は
（Ｎｂ＊Ｇｅ）の２３゜５Ｋが最高であって、１５に以
上の物質は数えるほどしか存在しなかった。
ｂ） 、鉛（Ｐｂ）などの元素および錫化ニオブ（Ｎｂ
、Ｓｎ）＋ビスマス・鉛・バリウム・ｆａ 素（Ｂ ｉ
−Ｐ ｂ −Ｂ ａ −０）などの物質が伝導現象を
示すことは知られていたが、超伝導転移温度（Ｔ、）は
（Ｎｂ＊Ｇｅ）の２３゜５Ｋが最高であって、１５に以
上の物質は数えるほどしか存在しなかった。
然し、１９８６年にＢｅｄｎｏｒｚ とＭｕｌｌｅｒに
よってランタン・バリウム・銅・酸素（Ｌａ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−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、インドリウム・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Ｔ、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。
よってランタン・バリウム・銅・酸素（Ｌａ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−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、インドリウム・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Ｔ、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をストロンチウム（Ｓｒ）やカルシウム（
Ｃａ）に置換したり、Ｌａをビスマス（Ｂｉ）やタリウ
ム（Ｔ ７りに置換したＢ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系
（Ｔ ｃ ＝ １０５Ｋ）やＴ １−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ
−０系（Ｔｃ ＝１１８ Ｋ）などが発表されている。
Ｃａ）に置換したり、Ｌａをビスマス（Ｂｉ）やタリウ
ム（Ｔ ７りに置換したＢ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系
（Ｔ ｃ ＝ １０５Ｋ）やＴ １−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ
−０系（Ｔｃ ＝１１８ Ｋ）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ＨＥＭＴ）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
する電子回路を超伝導セラミックスで形成するば極めて
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ＨＥＭＴ）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
する電子回路を超伝導セラミックスで形成するば極めて
効果的である。
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−Ａ １ ｚＯ，）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−Ａ １ ｚＯ，）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）ペーストなどの導
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）ペーストなどの導
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、これを導体線路どして多層回路
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、これを導体線路どして多層回路
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
れており、例えばイツトリウム（Ｙ）バリウム（Ｂａ）
・銅（Ｃｕ）・酸素系セラミックスはＹＢａｚＣｕ＋Ｏ
り−ｄ（ｄ ＜０．２）の分子式で表すことができ、超
伝導臨界温度（Ｔ、）は９０にであるが、薄膜化のため
、この材料を平均粒径が２〜３μｍに粉砕し、これにバ
インダと有機溶剤とを加え、粘度調節を行い、アルミナ
（α−ＡｌｚＯ，）などからなるセラミック基板の上に
スクリーン印刷或いはパターン用マスクを介してスプレ
ィを施して電子回路パターンを作り、これをｏｔ雰囲気
中で焼成し、含有０量を調節することによりＴｃは約８
０Ｋに低下するもの＼超伝導線路を作ることができる。
れており、例えばイツトリウム（Ｙ）バリウム（Ｂａ）
・銅（Ｃｕ）・酸素系セラミックスはＹＢａｚＣｕ＋Ｏ
り−ｄ（ｄ ＜０．２）の分子式で表すことができ、超
伝導臨界温度（Ｔ、）は９０にであるが、薄膜化のため
、この材料を平均粒径が２〜３μｍに粉砕し、これにバ
インダと有機溶剤とを加え、粘度調節を行い、アルミナ
（α−ＡｌｚＯ，）などからなるセラミック基板の上に
スクリーン印刷或いはパターン用マスクを介してスプレ
ィを施して電子回路パターンを作り、これをｏｔ雰囲気
中で焼成し、含有０量を調節することによりＴｃは約８
０Ｋに低下するもの＼超伝導線路を作ることができる。
また、高周波スパッタ法によってセラミック基板上にＹ
−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミツクスをターゲットとし、Ｙ
：Ｂａ：Ｃｕ＝ １ ： ２ ： ３の原子数比の薄
膜パターンを形成し、これを０２雰囲気中でアニルする
ことにより同様に超伝導線路を作ることができる。
−Ｂａ−Ｃｕ−０系セラミツクスをターゲットとし、Ｙ
：Ｂａ：Ｃｕ＝ １ ： ２ ： ３の原子数比の薄
膜パターンを形成し、これを０２雰囲気中でアニルする
ことにより同様に超伝導線路を作ることができる。
このようにセラミック基板上に形成した超伝導導体線路
と外部回路との接続は従来は第２図に示すようにセラミ
ック基板１の上に形成した超伝導線路２の端子電極形成
部に導体ペーストを塗布して電極３を設け、これに金（
Ａｕ）線やアルミニウム（八β）ｖＡなどの導線４をワ
イヤボンディングすることにより外部接続が行われてい
る。
と外部回路との接続は従来は第２図に示すようにセラミ
ック基板１の上に形成した超伝導線路２の端子電極形成
部に導体ペーストを塗布して電極３を設け、これに金（
Ａｕ）線やアルミニウム（八β）ｖＡなどの導線４をワ
イヤボンディングすることにより外部接続が行われてい
る。
然し、この方法で端子電極５を形成すると、超伝導線路
２との間の接触抵抗が従来の接触抵抗に較べて蟲かに高
い値を示すことを見出した。
２との間の接触抵抗が従来の接触抵抗に較べて蟲かに高
い値を示すことを見出した。
そこで、これを解決することが課題である。
上記の課題はセラミック基板上に・形成する電子回路へ
の信号入出力端子位置に貫通孔を設ける工程と、このセ
ラミック基板上に超伝導セラミックスよりなる超伝導線
路を形成する工程と、貫通孔に導電材料を充填して超伝
導線路と回路接続させる工程とを備えて超伝導回路用端
子電極の形成方法をとることにより解決することができ
る。
の信号入出力端子位置に貫通孔を設ける工程と、このセ
ラミック基板上に超伝導セラミックスよりなる超伝導線
路を形成する工程と、貫通孔に導電材料を充填して超伝
導線路と回路接続させる工程とを備えて超伝導回路用端
子電極の形成方法をとることにより解決することができ
る。
本発明はＹＢａ２Ｃｕ２Ｏ７−ａで代表される希土類元
素−３ａ−Ｃｕ−０セラミツクスは結晶化した場合、ペ
ロブスカイト構造に密接に関係した層状をしており、横
方向の電気抵抗と縦方向の電気抵抗とでは顕著な差があ
ることに気付いた結果なされたものである。
素−３ａ−Ｃｕ−０セラミツクスは結晶化した場合、ペ
ロブスカイト構造に密接に関係した層状をしており、横
方向の電気抵抗と縦方向の電気抵抗とでは顕著な差があ
ることに気付いた結果なされたものである。
すなわち、結晶のＣ軸方向の電導度はグラファイトと同
様にａ軸およびｂ軸の電導度に較べて著しく少ないこと
が知られている。
様にａ軸およびｂ軸の電導度に較べて著しく少ないこと
が知られている。
次に、超伝導セラミックスは通常のセラミックスに較べ
ると跪く、薄膜化した場合に従来の金属膜と同様に取り
扱うと容易に割れたり剥がれたりする。
ると跪く、薄膜化した場合に従来の金属膜と同様に取り
扱うと容易に割れたり剥がれたりする。
そこで、第２図に示すように導体ペーストを焼付けて電
極３を作り、これに溶接機を用いてワイヤボンデングす
る方法をとるか、或いは超伝導線路２の側面に導体ペー
ストを塗布し、ワイヤボンディングする方法がとられて
いるが、超伝導線路２の厚さは１μ曙程度と薄いために
、側面と云っても実質的には表面に端子電極を設けるこ
と＼変わりはない。
極３を作り、これに溶接機を用いてワイヤボンデングす
る方法をとるか、或いは超伝導線路２の側面に導体ペー
ストを塗布し、ワイヤボンディングする方法がとられて
いるが、超伝導線路２の厚さは１μ曙程度と薄いために
、側面と云っても実質的には表面に端子電極を設けるこ
と＼変わりはない。
そこで、本発明は電気伝導度に異方性をもつ超電導セラ
ミックスから低抵抗の端子電極を設ける方法として、超
伝導線路の端子電極形成部よりセラミック基板を貫く貫
通孔を設け、この貫通孔に導体ペーストを充填して端子
電極とする方法をとるもので°ある。
ミックスから低抵抗の端子電極を設ける方法として、超
伝導線路の端子電極形成部よりセラミック基板を貫く貫
通孔を設け、この貫通孔に導体ペーストを充填して端子
電極とする方法をとるもので°ある。
このようにすると、超伝導線路の断面に接して端子電極
を形成できるために、低抵抗な電流取り出しを行うこと
ができる。
を形成できるために、低抵抗な電流取り出しを行うこと
ができる。
第１図（Ａ）〜（Ｃ）は本発明に係る端子電極形成方法
を示す断面図である。
を示す断面図である。
すなわち、セラミック基板１として（１００）面を表面
とし、大きさが１５鶴角で厚さが０．５鶴のマグネシア
（ＭｇＯ）基板を用いた。
とし、大きさが１５鶴角で厚さが０．５鶴のマグネシア
（ＭｇＯ）基板を用いた。
そして、複数の端子電極形成位置に予めＹＡＧ （イン
ドリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザを用いて
直径１ｍｍの孔６を開けた。
ドリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザを用いて
直径１ｍｍの孔６を開けた。
図においては、２個の孔６を開けた状態を示している。
（以上同図Ａ）
次に、このセラミック基板ｌを高周波スパッタリング装
置にセットし、予め導体線路パターンが窓開けされてい
るマスクを介して、スパッタ形成膜の原子数比がＹ ：
Ｂａ：Ｃｕ＝ １ ： ２ ： ３となるように調整し
たＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系のセラミック基板をターゲット
として高周波スパッタを行い、厚さが１μ霧の薄膜から
なるパターンを形成した後に、Ｏｚ雰囲気中で９００℃
、３０分のアニールを行い、ＹＢａｚＣｕｉ Ｏｑ−ａ
（但しｄ＜０．２）の組成をもつ超伝導線路２を形成
した。
置にセットし、予め導体線路パターンが窓開けされてい
るマスクを介して、スパッタ形成膜の原子数比がＹ ：
Ｂａ：Ｃｕ＝ １ ： ２ ： ３となるように調整し
たＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０系のセラミック基板をターゲット
として高周波スパッタを行い、厚さが１μ霧の薄膜から
なるパターンを形成した後に、Ｏｚ雰囲気中で９００℃
、３０分のアニールを行い、ＹＢａｚＣｕｉ Ｏｑ−ａ
（但しｄ＜０．２）の組成をもつ超伝導線路２を形成
した。
この超伝導線路はＸ線回折の結果、Ｃ軸がセラミック基
板に対し垂直に配向していることを確認した。（以上同
図Ｂ） 次に、孔６の部分に銀（Ａｇ）を主成分とした導体ペー
ストを充填すると共に表面に直径が１．５ ｖａの大き
さに塗布し、これを１００℃で１時間乾燥して電極７を
形成した。（以上同図Ｃ） 次に、この電極７の上に従来と同様に溶接機を用いて導
線をワイヤボンディングした。
板に対し垂直に配向していることを確認した。（以上同
図Ｂ） 次に、孔６の部分に銀（Ａｇ）を主成分とした導体ペー
ストを充填すると共に表面に直径が１．５ ｖａの大き
さに塗布し、これを１００℃で１時間乾燥して電極７を
形成した。（以上同図Ｃ） 次に、この電極７の上に従来と同様に溶接機を用いて導
線をワイヤボンディングした。
本発明に係り、第１図に示す構造の端子電極と第２図に
示す従来構造の端子電極５の両者について電極の面積を
共に直径１．５ｆｌとし、超伝導線路２と電極７，３と
の接触抵抗を比較した結果、第２図に示す従来構造のも
のが１０〜２００Ωのばらつきのある抵抗を示すのに対
し、第１図に示す本発明に係る構造の接触抵抗は０．０
１〜０．１Ωであり、大幅な低減が実現できた。
示す従来構造の端子電極５の両者について電極の面積を
共に直径１．５ｆｌとし、超伝導線路２と電極７，３と
の接触抵抗を比較した結果、第２図に示す従来構造のも
のが１０〜２００Ωのばらつきのある抵抗を示すのに対
し、第１図に示す本発明に係る構造の接触抵抗は０．０
１〜０．１Ωであり、大幅な低減が実現できた。
本発明の実施により超伝導セラミック線路に割れ、剥が
れなどを起こす応力を生ずることなく、接触抵抗の少な
い端子電極を形成することができ、これにより超伝導セ
ラミック回路の品質向上と製造歩留まりの向上が可能と
なる。
れなどを起こす応力を生ずることなく、接触抵抗の少な
い端子電極を形成することができ、これにより超伝導セ
ラミック回路の品質向上と製造歩留まりの向上が可能と
なる。
第１図（Ａ）〜（Ｃ）は本発明に係る端子電極形成方法
を示す断面図、 第２図は従来の端子電極形成方法を示す断面図、である
。 図において、 １はセラミック基板、 ２は超伝導線路、３．７は
電極、 ５は端子電極、６は孔、 である。 ／Ｖ４Ｕ月に４井、る蛮もイ瑠１祈警イ多βＸ尤去全７
ｉり序町面じる千 １ 区 イ定−系／′）斜もぎ郡東÷形奴方沫】ホす餠位ｌる千
２ 辺
を示す断面図、 第２図は従来の端子電極形成方法を示す断面図、である
。 図において、 １はセラミック基板、 ２は超伝導線路、３．７は
電極、 ５は端子電極、６は孔、 である。 ／Ｖ４Ｕ月に４井、る蛮もイ瑠１祈警イ多βＸ尤去全７
ｉり序町面じる千 １ 区 イ定−系／′）斜もぎ郡東÷形奴方沫】ホす餠位ｌる千
２ 辺
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 セラミック基板上に形成する電子回路への信号入出力端
子位置に貫通孔を設ける工程と、 該セラミック基板上に酸化物超伝導物質よりなる超伝導
線路を形成する工程と、 前記貫通孔に導電材料を充填して超伝導線路と回路接続
させる工程と、 からなることを特徴とする超伝導回路用端子電極の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63205585A JPH0254881A (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | 超伝導回路用端子電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63205585A JPH0254881A (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | 超伝導回路用端子電極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0254881A true JPH0254881A (ja) | 1990-02-23 |
Family
ID=16509317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63205585A Pending JPH0254881A (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | 超伝導回路用端子電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0254881A (ja) |
-
1988
- 1988-08-18 JP JP63205585A patent/JPH0254881A/ja active Pending
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