DE10250951A1 - Process for producing a tape with a textured metal layer and tape with a textured metal layer - Google Patents
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Abstract
Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Bandes mit einem Trägerband (11) wird eine texturierte Metallschicht (17) dadurch erzeugt, dass ein Strukturband (12) hergestellt wird, welches anschließend mit dem Trägerband (11) beispielsweise mittels einer Klebstoffverbindung (16) fest verbunden wird. Dieses Band eignet sich beispielsweise zur Herstellung eines Hochtemperatursupraleiters (19) unter Zuhilfenahme einer Zwischenschicht (18) auf der texturierten Metallschicht (17). Das so erzeugte Band weist gegenüber herkömmlichen Bändern mit texturierten Metallschichten den Vorteil auf, dass das Trägerband (11) nicht als Substrat für die texturierte Metallschicht dient, so dass dieses kostengünstig beispielsweise aus einem polykristallinen Keramiksubstrat gebildet werden kann. Gleichzeitig kann das kostenträchtige Substrat, auf dem die texturierte Metallschicht (17) hergestellt wird, mehrfach zur Erzeugung der texturierten Metallschicht verwendet werden, da diese nach der Erzeugung von dem Substrat gelöst und mit dem Trägerband (11) fest verbunden wird. Hierdurch lässt sich vorteilhafterweise eine kostengünstige Herstellung von langen, mit hochtemperatursupraleitenden Schichten (19) versehenen Bändern erreichen.In a method for producing a tape with a carrier tape (11), a textured metal layer (17) is produced by producing a structured tape (12) which is then firmly connected to the carrier tape (11), for example by means of an adhesive connection (16) , This tape is suitable, for example, for producing a high-temperature superconductor (19) with the aid of an intermediate layer (18) on the textured metal layer (17). The tape produced in this way has the advantage over conventional tapes with textured metal layers that the carrier tape (11) does not serve as a substrate for the textured metal layer, so that it can be inexpensively formed, for example, from a polycrystalline ceramic substrate. At the same time, the costly substrate on which the textured metal layer (17) is produced can be used several times to produce the textured metal layer, since it is detached from the substrate after production and firmly connected to the carrier tape (11). In this way, it is advantageously possible to produce long tapes provided with high-temperature superconducting layers (19) at low cost.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bandes mit einem Trägerband und einer von diesem getragenen texturierten Metallschicht.The invention relates to a method for producing a tape with a carrier tape and one of these worn textured metal layer.
Ein solches Verfahren ist beispielsweise in „Superconductor Science and Technology" 14 (2001) auf den Seiten 124 bis 129 beschrieben. Gemäß dieser Publikation können texturierte Silberschichten mit einem galvanischen Verfahren beispielsweise auf einem in geeigneter Weise texturierten Band aus Kupfer oder Nickel hergestellt werden. Das so gewonnene Band eignet sich beispielsweise zur weiteren Abscheidung eines Hochtemperatursupraleiters auf der texturierten Silberschicht.Such a method is for example in "Superconductor Science and Technology "14 (2001) on pages 124 to 129. According to this Publication can Textured silver layers using a galvanic process, for example on a suitably textured band of copper or Nickel are made. The tape obtained in this way is suitable, for example for the further deposition of a high temperature superconductor on the textured Silver layer.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Herstellung eines Bandes mit texturierter Metallschicht vergleichsweise kostengünstig herstellbar ist.The object of the invention is a Specify the process by which the production of a tape with textured Metal layer is comparatively inexpensive to manufacture.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein texturiertes Strukturband erzeugt wird und zur Erzeugung der texturierten Metallschicht das Strukturband mit dem Trägerband fest verbunden wird. Gegenüber dem eingangs beschriebenen Verfahren gemäß dem Stand der Technik hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass das Trägerband keine Eigenschaften aufweisen muss, die die Erzeugung des texturierten Strukturbandes ermöglichen, da das texturierte Strukturband gesondert hergestellt wird und erst anschließend mit dem Trägerband fest verbunden wird. Insbesondere muss das Trägerband daher keine Textur und eine zur Abscheidung von textu rierten Schichten geeignete hohe Oberflächengüte aufweisen. Dadurch kann die Herstellung des Trägerbandes vorteilhaft sehr kostengünstig erfolgen.This object is achieved according to the invention solved, that a textured structural tape is created and for creation the textured metal layer, the structural tape with the carrier tape is firmly connected. Across from the above-described method according to the prior art has the inventive method the advantage that the carrier tape does not have to have any properties that the generation of the textured Allow structural tape since the textured structure tape is manufactured separately and only subsequently with the carrier tape is firmly connected. In particular, the carrier tape therefore does not have to have a texture and a high one suitable for the deposition of textured layers Have surface quality. As a result, the carrier tape can advantageously be produced very inexpensively.
Das texturierte Strukturband kann gemäß einer günstigen Ausgestaltung der Erfindung auf einem texturierten Substrat mit elektrischer Leitfähigkeit als Metallschicht galvanisch erzeugt werden und die Metallschicht unter Gewinnung des texturierten Strukturbandes von dem Substrat gelöst werden. Dies bedeutet, dass das texturierte Strukturband kostengünstig galvanisch hergestellt werden kann. Bei der galvanischen Erzeugung kann grundsätzlich nach dem im eingangs genannten Stand der Technik beschriebenen Verfahren vorgegangen werden. Im Unterschied zum Stand der Technik wird das texturierte Strukturband aber anschließend von dem vorzugsweise ebenfalls als Band ausgebildeten texturierten Substrat gelöst, so dass letzteres erneut zur galvanischen Abscheidung des texturierten Strukturbandes zur Verfügung steht. Hierdurch wird vorteilhaft eine wirtschaftliche Erzeugung des texturierten Strukturbandes möglich, da das in der Herstellung teure, texturierte Substrat mehrfach verwendet werden kann.The textured structure tape can according to one Great Embodiment of the invention on a textured substrate electrical conductivity are generated galvanically as a metal layer and the metal layer obtaining the textured structural tape from the substrate solved become. This means that the textured structural tape is inexpensive galvanically can be manufactured. In the case of galvanic generation, the in the above-described prior art be followed. In contrast to the state of the art, it will textured structural tape but then preferably also from that loosened tape formed textured substrate, so that the latter again for the galvanic deposition of the textured structure tape disposal stands. This makes economic production advantageous of the textured structure tape possible because that is in the manufacture expensive, textured substrate can be used multiple times.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Ablösung des texturierten Strukturbandes von dem texturierten Substrat liegt darin, dass hierdurch die dem Substrat zugewandte Seite des Strukturbandes freigelegt wird und beispielsweise zur Abscheidung eines Hochtemperatursupraleiters zur Verfügung steht. Diese Seite weist eine besonders hohe Oberflächengüte und eine fast fehlerfreie Textur auf, so dass optimale Bedingungen für die Abscheidung des Hochtemperatursupraleiters gegeben sind.Another major advantage the detachment of the textured structure tape lies from the textured substrate in that in this way the side of the structural tape facing the substrate is exposed and for example for the deposition of a high-temperature superconductor to disposal stands. This page has a particularly high surface quality and a almost flawless texture, so optimal conditions for the deposition of the high temperature superconductor are given.
Genauere Angaben zur Erzeugung des texturierten Strukturbandes mit anschließender Ablösung vom Substrat können der älte ren deutschen Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen 101 36 890.9 entnommen werden.More detailed information on the generation of the Textured structural tape with subsequent detachment from the substrate can the older German Patent application with the official file number 101 36 890.9 removed become.
Eine weitere Ausbildung des Verfahrens sieht vor, dass auf der dem Strukturband zugewandten Seite des Trägerbandes vor dem Verbinden dieser Bänder eine Zwischenschicht aufgebracht wird. Diese Zwischenschicht kann z. B. aus amorphen Aluminiumoxid bestehen, wobei durch Aufbringen dieser Schicht die Oberflächengüte des Trägerbandes verbessert werden kann, indem z. B. Mikroporen in der Oberfläche des Trägerbandes verschlossen werden. Hierdurch wird vorteilhafterweise die feste Verbindung zwischen dem Trägerband und dem Strukturband verbessert.A further training of the procedure provides before that on the side of the carrier tape facing the structural tape before connecting these bands an intermediate layer is applied. This intermediate layer can z. B. consist of amorphous aluminum oxide, wherein by application this layer the surface quality of the carrier tape can be improved by e.g. B. micropores in the surface of the carrier tape be closed. This advantageously becomes the fixed one Connection between the carrier tape and the structure band improved.
Es ist vorteilhaft, wenn das Trägerband und das Strukturband miteinander verklebt werden. Der Klebstoff kann dabei als Zwischenschicht auf das Strukturband oder das Trägerband aufgebracht werden. Der Klebstoff kann vorteilhafterweise gleichzeitig als elektrischer Isolator zwischen dem Trägerband und dem Strukturband dienen, wenn ein solcher Effekt gewünscht ist.It is advantageous if the carrier tape and the structure tape are glued together. The adhesive can be used as an intermediate layer on the structural tape or the carrier tape be applied. The adhesive can advantageously at the same time as an electrical insulator between the carrier tape and the structure tape serve if such an effect is desired.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Trägerband und das Strukturband nach dem Verfahren des Bondens von Wafern miteinander verbunden werden. Hierbei kann vorteilhafterweise auf eine bewährte Verbindungstechnologie zurückgegriffen werden, bei der das Trägerband und das Strukturband während des Verbindungsprozesses nur gering belastet werden.It is also advantageous if the carrier tape and the structure tape after the method of bonding wafers to each other get connected. This can advantageously rely on a proven connection technology resorted at which the carrier tape and the structure band during of the connection process are only slightly burdened.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn das Trägerband und das Strukturband durch Walzen miteinander verbunden werden. Durch den Walzvorgang können vorteilhafterweise die Eigenschaften von Strukturband und Trägerband zusätzlich gezielt geändert werden.It is also advantageous if the carrier tape and the structure band are connected to one another by rolling. Through the rolling process advantageously the properties of the structural tape and carrier tape additionally deliberately changed become.
Einer weiteren Ausbildung des Verfahrens gemäß wird das Trägerband beidseitig mit je einem Strukturband fest verbunden. Hierdurch lässt sich vorteilhaft eine Sandwich-Struktur des erzeugten Bandes, beispielsweise mit Hochtemperatursupraleitern erreichen.According to a further development of the method carrier tape firmly connected on both sides with a structural strap. This can be advantageous a sandwich structure of the tape produced, for example with Reach high temperature superconductors.
Zusätzlich vorteilhaft ist es, wenn mit der dem Trägerband abgewandten Seite des Strukturbandes ein weiteres Band fest verbunden wird. Dieses weitere Band kann beispielsweise aus einen Kommmutierungsleiter bestehen, der mit einem vorher auf das Strukturband aufgebrachten Hochtemperatursupraleiter in Verbindung steht. Der Kommutierungsleiter wirkt als Schutzleiter für die darunter liegende, hochtemperatursupraleitende Schicht. Wenn in dieser Schicht oberhalb einer kritischen Temperatur der elektrische widerstand ansteigt, so wird sie über den Kommutierungsleiter entlastet und so vor einer eventuellen Zerstörung bewahrt. Die gesonderte Herstellung des weiteren, den Kommutierungsleiter bildenden Bandes kann kostengünstig und in Abhängigkeit vom verwendeten Material optimiert erfolgen, wodurch eine hohe Wirtschaftlichkeit erreicht wird.It is additionally advantageous if the side of the structure facing away from the carrier tape another band is firmly connected. This further band can consist, for example, of a commutation conductor which is connected to a high-temperature superconductor previously applied to the structure band. The commutation conductor acts as a protective conductor for the underlying high-temperature superconducting layer. If the electrical resistance rises above a critical temperature in this layer, it is relieved via the commutation conductor and thus prevented from possible destruction. The separate production of the further band forming the commutation conductor can be carried out cost-effectively and in an optimized manner depending on the material used, as a result of which a high level of economy is achieved.
Es ist vorteilhaft, wenn als Trägerband ein Keramikband verwendet wird. Diese Keramikfolie kann vorteilhaft polykristalin ausgebildet sein, da eine Textur zur Abscheidung ebenfalls texturierter Schichten nicht benötigt wird. Außerdem besitzen Keramiken im Allgemeinen eine gute Wärmeleitfähigkeit, so dass die Verlustwärme, die beispielsweise im Falle eines Quenchens einer Supraleiterschicht entsteht, zuverlässig abgeführt werden kann. Auch die elektrisch isolierenden Eigenschaften von Keramiken können vorteilhaft genutzt werden, so dass eventuelle weitere Isolationsschichten im Schichtaufbau des Bandes eingespart werden können. Das Keramikband kann beispielsweise aus Aluminiumoxyd bestehen.It is advantageous if as a carrier tape a ceramic tape is used. This ceramic film can be advantageous be polycrystalline, since there is also a texture for deposition textured layers not required becomes. Moreover ceramics generally have good thermal conductivity so that the heat loss that for example in the case of quenching a superconductor layer arises, reliably dissipated can be. The electrically insulating properties of Ceramics can can be used advantageously so that any further insulation layers can be saved in the layer structure of the belt. The ceramic tape can consist of aluminum oxide, for example.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Band mit einem Trägerband und einer von diesem getragenen texturierten Metallschicht.The invention further relates to a tape with a carrier tape and a textured metal layer carried by it.
Ein solches Band ist aus dem eingangs aufgeführten Stand der Technik bekannt.Such a tape is from the beginning listed State of the art known.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Band mit einer texturierten Metallschicht anzugeben, welches sich vergleichsweise kostengünstig herstellen lässt.The object of the invention is in specifying a tape with a textured metal layer which itself comparatively inexpensively can be made.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein texturiertes Strukturband zur Bildung der texturierten Metallschicht mit dem Trägerband fest verbunden ist. Ein solches Band lässt sich aus den bereits angegebenen Gründen vorteilhaft kostengünstig herstellen.According to the invention it is provided that a textured Structural tape to form the textured metal layer with the carrier tape is firmly connected. Such a band can be seen from the ones already given establish advantageously inexpensive produce.
Weitere Einzelheiten der Erfindung lassen sich der Zeichnung entnehmen. Hierbei zeigenFurther details of the invention can be seen in the drawing. Show here
Ein Band gemäß
Das Trägerband weist eine Keramikschicht
Das Strukturband
Bei dem Band gemäß
Das weitere Band
Der beschriebene Schichtaufbau des
Bandes kann gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung auch auf der dem Strukturband
Das Ausführungsbeispiel gemäß
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