JPH05304224A - 多層配線基板 - Google Patents
多層配線基板Info
- Publication number
- JPH05304224A JPH05304224A JP4107108A JP10710892A JPH05304224A JP H05304224 A JPH05304224 A JP H05304224A JP 4107108 A JP4107108 A JP 4107108A JP 10710892 A JP10710892 A JP 10710892A JP H05304224 A JPH05304224 A JP H05304224A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit wiring
- insulating film
- oxide
- niobium
- wiring board
- Prior art date
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- Granted
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】回路配線の電気信号の高速伝達を可能として、
ジョセフソン素子等の超電導素子を接続した際、超電導
素子本来の高速駆動の機能を充分発揮させることができ
る多層配線基板を提供することにある。 【構成】酸化物系セラミックスもしくは表面に酸化物膜
を有する非酸化物系セラミックスから成る基体１上に、
高分子材料から成る絶縁膜２とニオブから成る回路配線
３とを、絶縁膜２を第一層目として交互に積層させた。
ジョセフソン素子等の超電導素子を接続した際、超電導
素子本来の高速駆動の機能を充分発揮させることができ
る多層配線基板を提供することにある。 【構成】酸化物系セラミックスもしくは表面に酸化物膜
を有する非酸化物系セラミックスから成る基体１上に、
高分子材料から成る絶縁膜２とニオブから成る回路配線
３とを、絶縁膜２を第一層目として交互に積層させた。
Description
【０００１】本発明は配線基板に関し、より詳細にはジ
ョセフソン素子等の超電導素子が搭載接続される回路基
板やパッケージに使用される多層配線基板に関するもの
である。
ョセフソン素子等の超電導素子が搭載接続される回路基
板やパッケージに使用される多層配線基板に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、回路基板や半導体素子を収容する
パッケージ等に用いられる多層配線基板はその回路配線
がＭｏーＭｎ法等の厚膜形成技術によって形成されてい
る。
パッケージ等に用いられる多層配線基板はその回路配線
がＭｏーＭｎ法等の厚膜形成技術によって形成されてい
る。
【０００３】このＭｏーＭｎ法は通常、タングステン、
モリブデン、マンガン等の高融点金属粉末に有機溶剤、
溶媒を添加混合し、ペースト状となした金属ペーストを
生セラミック体の外表面にスクリーン印刷法により所定
パターンに印刷塗布し、次にこれを複数積層するととも
に還元雰囲気中で焼成し、高融点金属粉末と生セラミッ
ク体とを焼結一体化させる方法である。
モリブデン、マンガン等の高融点金属粉末に有機溶剤、
溶媒を添加混合し、ペースト状となした金属ペーストを
生セラミック体の外表面にスクリーン印刷法により所定
パターンに印刷塗布し、次にこれを複数積層するととも
に還元雰囲気中で焼成し、高融点金属粉末と生セラミッ
ク体とを焼結一体化させる方法である。
【０００４】尚、前記回路配線が形成されるセラミック
体としては通常、酸化アルミニウム質焼結体やムライト
質焼結体等の酸化物系セラミックス、或いは表面に酸化
物膜を被着させた窒化アルミニウム質焼結体や炭化珪素
質焼結体等の非酸化物系セラミックスが使用されてい
る。
体としては通常、酸化アルミニウム質焼結体やムライト
質焼結体等の酸化物系セラミックス、或いは表面に酸化
物膜を被着させた窒化アルミニウム質焼結体や炭化珪素
質焼結体等の非酸化物系セラミックスが使用されてい
る。
【０００５】しかしながら、このＭｏーＭｎ法を用いて
回路配線を形成した多層配線基板は、回路配線がタング
ステンやモリブデン、マンガン等から成り、該タングス
テン等はその電気抵抗値が高く、電気信号の高速伝達が
不可であることから信号の伝達速度が高速であるジョセ
フソン素子等の超電導素子を接続した場合、超電導素子
本来の高速駆動の機能を充分発揮させることができない
という欠点を有していた。
回路配線を形成した多層配線基板は、回路配線がタング
ステンやモリブデン、マンガン等から成り、該タングス
テン等はその電気抵抗値が高く、電気信号の高速伝達が
不可であることから信号の伝達速度が高速であるジョセ
フソン素子等の超電導素子を接続した場合、超電導素子
本来の高速駆動の機能を充分発揮させることができない
という欠点を有していた。
【０００６】そこで上記欠点を解消するためにセラミッ
ク体表面に薄膜形成技術によって超電導材料であるニオ
ブから成る回路配線とスピンコート法によって形成され
るポリイミド樹脂から成る絶縁膜を順次、交互に被着さ
せて多層配線基板となすことが考えられる。かかる多層
配線基板によれば回路配線が超電導材料から成り、電気
信号の高速伝達が可能であることから回路配線に信号の
伝達速度が高速であるジョセフソン素子等の超電導素子
を接続したとしても回路配線が超電導素子の高速駆動の
機能を阻害することはなく、超電導素子に回路配線を介
して電気信号を高速で出し入れすることが可能となる。
ク体表面に薄膜形成技術によって超電導材料であるニオ
ブから成る回路配線とスピンコート法によって形成され
るポリイミド樹脂から成る絶縁膜を順次、交互に被着さ
せて多層配線基板となすことが考えられる。かかる多層
配線基板によれば回路配線が超電導材料から成り、電気
信号の高速伝達が可能であることから回路配線に信号の
伝達速度が高速であるジョセフソン素子等の超電導素子
を接続したとしても回路配線が超電導素子の高速駆動の
機能を阻害することはなく、超電導素子に回路配線を介
して電気信号を高速で出し入れすることが可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この多
層配線基板においてはセラミック体表面にまずニオブか
ら成る回路配線が被着されること、該ニオブは極めて酸
化され易い材質であること等からニオブから成る回路配
線とポリイミド樹脂から成る絶縁膜とをセラミック体表
面に交互に多層に積層した場合、ポリイミド樹脂を熱硬
化させる際の熱によってニオブがセラミック体の酸素と
反応し、超電導性のない酸化物を生成してしまい、その
結果、回路配線は電気信号の高速伝達が不可となり、信
号の伝達速度が高速であるジョセフソン素子等の超電導
素子を接続した際、超電導素子本来の高速駆動の機能を
充分発揮させることができないという欠点を誘発する。
層配線基板においてはセラミック体表面にまずニオブか
ら成る回路配線が被着されること、該ニオブは極めて酸
化され易い材質であること等からニオブから成る回路配
線とポリイミド樹脂から成る絶縁膜とをセラミック体表
面に交互に多層に積層した場合、ポリイミド樹脂を熱硬
化させる際の熱によってニオブがセラミック体の酸素と
反応し、超電導性のない酸化物を生成してしまい、その
結果、回路配線は電気信号の高速伝達が不可となり、信
号の伝達速度が高速であるジョセフソン素子等の超電導
素子を接続した際、超電導素子本来の高速駆動の機能を
充分発揮させることができないという欠点を誘発する。
【０００８】
【発明の目的】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は回路配線の電気信号の高速伝達を可能と
して、ジョセフソン素子等の超電導素子を接続した際、
超電導素子本来の高速駆動の機能を充分発揮させること
ができる多層配線基板を提供することにある。
で、その目的は回路配線の電気信号の高速伝達を可能と
して、ジョセフソン素子等の超電導素子を接続した際、
超電導素子本来の高速駆動の機能を充分発揮させること
ができる多層配線基板を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の多層積層基板は
酸化物系セラミックスもしくは表面に酸化物膜を有する
非酸化物系セラミックスから成る基体上に、高分子材料
から成る絶縁膜とニオブから成る回路配線とを、絶縁膜
を第一層目として交互に積層したことを特徴とするもの
である。
酸化物系セラミックスもしくは表面に酸化物膜を有する
非酸化物系セラミックスから成る基体上に、高分子材料
から成る絶縁膜とニオブから成る回路配線とを、絶縁膜
を第一層目として交互に積層したことを特徴とするもの
である。
【００１０】
【作用】本発明の多層配線基板によれば酸化物系セラミ
ックスもしくは表面に酸化物膜を有する非酸化物系セラ
ミックスから成る基体表面にまずポリイミド樹脂等の高
分子材料から成る絶縁膜が被着され、その上にニオブか
ら成る回路配線が形成されることから回路配線のニオブ
が基体の酸素と接触反応し、超電導性のない酸化物を生
成することはなく、その結果、回路配線の電気信号の高
速伝達が可能となる。
ックスもしくは表面に酸化物膜を有する非酸化物系セラ
ミックスから成る基体表面にまずポリイミド樹脂等の高
分子材料から成る絶縁膜が被着され、その上にニオブか
ら成る回路配線が形成されることから回路配線のニオブ
が基体の酸素と接触反応し、超電導性のない酸化物を生
成することはなく、その結果、回路配線の電気信号の高
速伝達が可能となる。
【００１１】
【実施例】次に本発明を添付図面に基づき詳細に説明す
る。図１は本発明の多層配線基板の一実施例を示す断面
図であり、１は基体、２は絶縁膜、３は回路配線であ
る。
る。図１は本発明の多層配線基板の一実施例を示す断面
図であり、１は基体、２は絶縁膜、３は回路配線であ
る。
【００１２】前記基体１は酸化アルミニウム質焼結体、
ムライト質焼結体等の酸化物系セラミックス、或いは表
面に酸化物膜を有する窒化アルミニウム質焼結体や炭化
珪素質焼結体等の非酸化物系セラミックスから成り、例
えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合には、アル
ミナ(Al 2 O 3 ) 、シリカ(SiO2 ) 、カルシア(CaO)、
マグネシア(MgO) 等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒
を添加混合して泥漿状となすとともにこれを従来周知の
ドクターブレード法やカレンダーロール法を採用するこ
とによってセラミックグリーンシート( セラミック生シ
ート) を形成し、しかる後、前記セラミックグリーンシ
ートに適当な打ち抜き加工を施し、所定形状となすとと
もに高温( 約1600℃) で焼成することによって、或いは
アルミナ等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混
合するとともに該原料粉末をプレス成形機によって所定
形状に成形し、次に前記成形体を約1600℃の温度で焼成
することによって製作される。
ムライト質焼結体等の酸化物系セラミックス、或いは表
面に酸化物膜を有する窒化アルミニウム質焼結体や炭化
珪素質焼結体等の非酸化物系セラミックスから成り、例
えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合には、アル
ミナ(Al 2 O 3 ) 、シリカ(SiO2 ) 、カルシア(CaO)、
マグネシア(MgO) 等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒
を添加混合して泥漿状となすとともにこれを従来周知の
ドクターブレード法やカレンダーロール法を採用するこ
とによってセラミックグリーンシート( セラミック生シ
ート) を形成し、しかる後、前記セラミックグリーンシ
ートに適当な打ち抜き加工を施し、所定形状となすとと
もに高温( 約1600℃) で焼成することによって、或いは
アルミナ等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混
合するとともに該原料粉末をプレス成形機によって所定
形状に成形し、次に前記成形体を約1600℃の温度で焼成
することによって製作される。
【００１３】前記酸化物系セラミックス、或いは表面に
酸化物膜を有する非酸化物系セラミックスから成る基体
１は後述する絶縁膜２と回路配線３とより成る多層配線
を支持する作用を為し、表面には絶縁膜2 と回路配線3
とが絶縁膜2 を第一層目として交互に被着積層される。
酸化物膜を有する非酸化物系セラミックスから成る基体
１は後述する絶縁膜２と回路配線３とより成る多層配線
を支持する作用を為し、表面には絶縁膜2 と回路配線3
とが絶縁膜2 を第一層目として交互に被着積層される。
【００１４】また前記基体１表面に被着される絶縁膜２
はポリイミド樹脂等の高分子材料から成り、例えば 4,
4'ージアミノジフェニルエーテル50モル% 、ジアミノジ
フェニルスルホン50モル% 、3,3',4,4' ービフェニルテ
トラカルボン酸二無水物から成るポリマ溶液を基体１上
面にスピンコーティング法により塗布し、しかる後、40
0 ℃の熱を加えてポリマ溶液を熱架橋させることによっ
て形成される。
はポリイミド樹脂等の高分子材料から成り、例えば 4,
4'ージアミノジフェニルエーテル50モル% 、ジアミノジ
フェニルスルホン50モル% 、3,3',4,4' ービフェニルテ
トラカルボン酸二無水物から成るポリマ溶液を基体１上
面にスピンコーティング法により塗布し、しかる後、40
0 ℃の熱を加えてポリマ溶液を熱架橋させることによっ
て形成される。
【００１５】前記絶縁膜2 は回路配線3 が基体１表面に
直接、接触するのを防止するとともに各回路配線3 間の
電気的絶縁を保持する作用を為し、その厚みが8.0 μm
未満であると回路配線3 が基体１表面に接触して、回路
配線3 に酸化物が生成したり、各回路配線3 間の電気的
絶縁の信頼性が低下したりする傾向にあり、また30.0μ
m を越えると絶縁膜2 内に該絶縁膜2 を形成する際に発
生する大きな応力が内在し、絶縁膜２と基体１及び回路
配線3 との被着強度が低下する危険性がある。
直接、接触するのを防止するとともに各回路配線3 間の
電気的絶縁を保持する作用を為し、その厚みが8.0 μm
未満であると回路配線3 が基体１表面に接触して、回路
配線3 に酸化物が生成したり、各回路配線3 間の電気的
絶縁の信頼性が低下したりする傾向にあり、また30.0μ
m を越えると絶縁膜2 内に該絶縁膜2 を形成する際に発
生する大きな応力が内在し、絶縁膜２と基体１及び回路
配線3 との被着強度が低下する危険性がある。
【００１６】従って、前記絶縁膜2 はその厚みを8.0 乃
至30.0μm の範囲としておくことが好ましい。
至30.0μm の範囲としておくことが好ましい。
【００１７】また前記基体１の表面に被着した絶縁膜２
の上面には回路配線3 が所定パターンに被着形成されて
おり、該回路配線３は電気信号を伝達するための伝達路
として作用を為し、超電導材料であるニオブで形成され
ている。
の上面には回路配線3 が所定パターンに被着形成されて
おり、該回路配線３は電気信号を伝達するための伝達路
として作用を為し、超電導材料であるニオブで形成され
ている。
【００１８】前記回路配線３を構成するニオブは超電導
材料であり、電気信号の高速伝達を可能とすることから
回路配線３に電気信号の伝達速度が高速であるジョセフ
ソン素子等の超電導素子を接続することができる。
材料であり、電気信号の高速伝達を可能とすることから
回路配線３に電気信号の伝達速度が高速であるジョセフ
ソン素子等の超電導素子を接続することができる。
【００１９】また前記回路配線３を構成するニオブは非
磁性材料であり、そのため回路配線３に電気信号が伝達
したとしても回路配線３内に磁場が残留することはな
く、その結果、前記残留磁場によって電気信号にノイズ
が入り込むのを皆無としてジョセフソン素子等の超電導
素子を正常、且つ安定に作動させることができる。
磁性材料であり、そのため回路配線３に電気信号が伝達
したとしても回路配線３内に磁場が残留することはな
く、その結果、前記残留磁場によって電気信号にノイズ
が入り込むのを皆無としてジョセフソン素子等の超電導
素子を正常、且つ安定に作動させることができる。
【００２０】尚、前記ニオブから成る回路配線３は従来
周知の薄膜形成技術を採用することによって基体１表面
の絶縁膜2 上に被着形成され、具体的には絶縁膜2 の上
面にニオブをスパッタリング法やイオンプレーティング
法により被着するとともにこれをフォトリソグラフィ技
術により所定パターンに加工することによって形成され
る。この場合、基体１の表面にはまず絶縁膜２が被着さ
れるため回路配線３が直接、基体１表面に接触すること
はなく、回路配線3 と基体１に含まれる酸素とが反応し
回路配線３に酸化物が生成されるのが皆無となって回路
配線３の超電導性を維持することができる。従って、前
記回路配線３はその電気信号の高速伝達が可能となり、
ジョセフソン素子等の超電導素子を接続した際、超電導
素子本来の高速駆動の機能を充分発揮させることができ
る。
周知の薄膜形成技術を採用することによって基体１表面
の絶縁膜2 上に被着形成され、具体的には絶縁膜2 の上
面にニオブをスパッタリング法やイオンプレーティング
法により被着するとともにこれをフォトリソグラフィ技
術により所定パターンに加工することによって形成され
る。この場合、基体１の表面にはまず絶縁膜２が被着さ
れるため回路配線３が直接、基体１表面に接触すること
はなく、回路配線3 と基体１に含まれる酸素とが反応し
回路配線３に酸化物が生成されるのが皆無となって回路
配線３の超電導性を維持することができる。従って、前
記回路配線３はその電気信号の高速伝達が可能となり、
ジョセフソン素子等の超電導素子を接続した際、超電導
素子本来の高速駆動の機能を充分発揮させることができ
る。
【００２１】また前記ニオブから成る回路配線３はその
厚みが1.0 μm 未満であると基体１に被着された絶縁膜
２の表面粗さに起因して回路配線３中に厚みが極めて薄
い部分が形成されて回路配線３に電気信号を正常に伝達
させるが困難となり、また5.0 μm を越えると回路配線
３内に該回路配線３を形成する際に発生する大きな応力
が内在し、絶縁膜２と回路配線３との接合強度が低下す
る傾向にある。従って、前記ニオブから成る回路配線３
はその厚みを1.0 乃至5.0 μm の範囲としておくことが
好ましい。
厚みが1.0 μm 未満であると基体１に被着された絶縁膜
２の表面粗さに起因して回路配線３中に厚みが極めて薄
い部分が形成されて回路配線３に電気信号を正常に伝達
させるが困難となり、また5.0 μm を越えると回路配線
３内に該回路配線３を形成する際に発生する大きな応力
が内在し、絶縁膜２と回路配線３との接合強度が低下す
る傾向にある。従って、前記ニオブから成る回路配線３
はその厚みを1.0 乃至5.0 μm の範囲としておくことが
好ましい。
【００２２】更に前記ニオブから成る回路配線３はその
露出する表面に銅等の非磁性材料を3.0 乃至10.0μm の
厚みに被着させて回路配線３を被覆しておくと、回路配
線３の露出部が大気中の酸素と反応し酸化物を生成して
回路配線３の超電導性が喪失するのを有効に防止するこ
とができるとともに回路配線３に電気信号を伝達させた
際、回路配線３を被覆する層に磁場が残留するのを皆無
とし、該残留磁場によって電気信号にノイズが入り込む
のを防止することができる。従って、前記回路配線３は
その露出する表面に銅等の非磁性材料を3.0 乃至10.0μ
m の厚みに被着させて被覆しておくことが好ましい。
露出する表面に銅等の非磁性材料を3.0 乃至10.0μm の
厚みに被着させて回路配線３を被覆しておくと、回路配
線３の露出部が大気中の酸素と反応し酸化物を生成して
回路配線３の超電導性が喪失するのを有効に防止するこ
とができるとともに回路配線３に電気信号を伝達させた
際、回路配線３を被覆する層に磁場が残留するのを皆無
とし、該残留磁場によって電気信号にノイズが入り込む
のを防止することができる。従って、前記回路配線３は
その露出する表面に銅等の非磁性材料を3.0 乃至10.0μ
m の厚みに被着させて被覆しておくことが好ましい。
【００２３】かくして本発明の多層配線基板によれば回
路配線３にジョセフソン素子等の超電導素子を電気的に
接続し、回路配線３を介して超電導素子に電気信号を出
し入れすることによって回路基板やパッケージとして機
能する。
路配線３にジョセフソン素子等の超電導素子を電気的に
接続し、回路配線３を介して超電導素子に電気信号を出
し入れすることによって回路基板やパッケージとして機
能する。
【００２４】尚、本発明は上述した実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば
種々の変更は可能である。
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば
種々の変更は可能である。
【００２５】
【発明の効果】本発明は酸化物系セラミックス、或いは
表面に酸化物膜を有する非酸化物系セラミックスから成
る基体上に、高分子材料から成る絶縁膜と超電導材料で
あるニオブから成る回路配線とを、絶縁膜を第一層目と
して交互に積層させたことから前記基体の表面に回路配
線が直接、接触することはなく、その結果、絶縁膜を熱
硬化させる際の熱によって回路配線と基体に含まれる酸
素とが反応し回路配線に酸化物が生成されることは一切
ない。
表面に酸化物膜を有する非酸化物系セラミックスから成
る基体上に、高分子材料から成る絶縁膜と超電導材料で
あるニオブから成る回路配線とを、絶縁膜を第一層目と
して交互に積層させたことから前記基体の表面に回路配
線が直接、接触することはなく、その結果、絶縁膜を熱
硬化させる際の熱によって回路配線と基体に含まれる酸
素とが反応し回路配線に酸化物が生成されることは一切
ない。
【００２６】従って、本発明の多層配線基板は回路配線
の超電導性が維持され、電気信号の高速伝達が可能とな
って、ジョセフソン素子等の超電導素子を接続した際、
超電導素子本来の高速駆動の機能を充分発揮させること
ができる。
の超電導性が維持され、電気信号の高速伝達が可能とな
って、ジョセフソン素子等の超電導素子を接続した際、
超電導素子本来の高速駆動の機能を充分発揮させること
ができる。
【図１】本発明の多層配線基板の一実施例を示す断面図
である。
である。
１・・・・基体 ２・・・・絶縁膜 ３・・・・回路配線
Claims (1)
- 【請求項１】酸化物系セラミックスもしくは表面に酸化
物膜を有する非酸化物系セラミックスから成る基体上
に、高分子材料から成る絶縁膜とニオブから成る回路配
線とを、絶縁膜を第一層目として交互に積層したことを
特徴とする多層配線基板。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4107108A JP2958188B2 (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 多層配線基板 |
| US08/257,486 US5474834A (en) | 1992-03-09 | 1994-06-09 | Superconducting circuit sub-assembly having an oxygen shielding barrier layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4107108A JP2958188B2 (ja) | 1992-04-27 | 1992-04-27 | 多層配線基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05304224A true JPH05304224A (ja) | 1993-11-16 |
| JP2958188B2 JP2958188B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=14450676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4107108A Expired - Fee Related JP2958188B2 (ja) | 1992-03-09 | 1992-04-27 | 多層配線基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2958188B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6060664A (en) * | 1997-06-30 | 2000-05-09 | Kyocera Corporation | Electronic circuit component |
| JP2020520084A (ja) * | 2017-09-07 | 2020-07-02 | グーグル エルエルシー | 低温用途のためのフレキシブル配線 |
| JP2022136080A (ja) * | 2021-03-09 | 2022-09-15 | グーグル エルエルシー | 低温用途のためのフレキシブル配線 |
| US11751333B2 (en) | 2020-09-16 | 2023-09-05 | Google Llc | Overlap joint flex circuit board mating |
| US11923628B2 (en) | 2020-09-16 | 2024-03-05 | Google Llc | Butt joint flex circuit board interconnection |
| US12082335B2 (en) | 2020-09-16 | 2024-09-03 | Google Llc | Superconducting flex circuit boards having metal structures for improved interfacing characteristics |
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1992
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