JPH01300594A - 超伝導セラミックスを用いた多層基板の製造方法 - 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】 〔概要〕 超伝導材料を用いたセラミック多層基板の製造方法に関
し、セラミック基板のバイア部を緻密にし、しかも。

バイア部とパターン部を強固に接続することを目的とし
バイア部には超伝導組成の粉末を充填し、パターン部に
は同一組成のべ一支トを印刷し、これらを同時に焼成す
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、スーパーコンピュータなどの高速電算機用の
回路基板に用いられる多層基縁の製造方法に関するもの
である。高速処理用の回路基板は信号を効率よく伝送さ
せるため９回路基板に使用する絶縁材料の比誘電率が低
いことと共に、導体材料の電気抵抗も低いことが要求さ
れている。

超伝導セラミックスをペーストとして、ハイブリッドＩ
Ｃなどに使用しているアルミナ基板等の上にスクリーン
印刷し、これを焼成して超伝導体の配線材料とすること
、およびその多層化とすることが、超伝導セラミックス
の応用技術に不可欠である。

本発明は、超伝導配線の多層基板に関し、さらに詳しく
述べると、超伝導材料によるバイアおよびパターンの形
成方法ならびに焼成方法に関する。本発明の製造方法は
、超伝導配線した多層回路基板の製造のために有利に使
用することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来、多層セラミック基板の代表的な製造方法としては
、厚膜多層法、印刷多層法および積層法がある。まず厚
膜多層法は、焼成セラミック基板上に低抵抗金属からな
る導体ペーストを印刷、焼成して導体層を形成し、この
上に、ガラスペーストを厚く印刷焼成して絶縁層を形成
することを繰り返して多層化する。一方、印刷多層法お
よびｆｆＦ”法は、生セラミツクと金属からなる導体ペ
ーストとを交互に設けたものを焼成する。すなわら印刷
多層法はセラミック生シート上にセラミックペーストと
導体ペーストとを交互に印刷して多層化し、積層法はセ
ラミック生シート上に導体ペーストを印刷したものを多
数個を形成し、これをｆｆＦＦするものである。

上記厚膜多層法に用いられるセラミック基板は、−船釣
にはアルミナ基板を指すことが多く、この基板は、焼成
温度を下げる目的でガラス相になる焼結助剤を添加して
いる。

超伝導ペーストを低純度アルミナ基板上に形成し、焼成
すると、超伝導セラミックスはガラス成分とアルミナと
の反応で、超伝導特性を示さないことが問題となってい
る。

〔課題を解決するための手段〕

アルミナ基板上でペーストで回路を形成した場合、超伝
導特性を示さないということは、アルミナ基板の純度が
低く、アルミナ基板と超伝導セラミックスが反応して超
伝導相の他に第二の相が出現することが原因と考えてい
る。

本発明は２両者の反応を最小限にするため、バイア部に
は、ペーストより反応が小さくなる粉末を充填している
。さらには、焼成条件を検討し９反応を少なくする焼成
温度１時間を最適化したものである。また、基板にはガ
ラス成分を含まない高純度アルミナ基板を用いており反
応を抑えることができる。

焼成は以下のような条件とする。

（１）　　Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系超伝導材料では、大気
雰囲気もしくは酸化雰囲気で７００−１１００℃、好ま
しくは８５０−９５０°Ｃで焼成する。

（２）　　Ｂ　１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系超伝導材料
では、大気雰囲気もしくは酸化雰囲気で８５０−９５０
°Ｃ１好ましくは８７５−８９０℃で焼成する。

（３）最高焼成温度での保持時間が１−３０分、好まし
くは５−１５分で焼成する。

本発明によれば、上記の両面多層基板をベースとして更
に１両面基板同士を多層に積み重ね、−度に焼成するこ
とにより、更に多層の基板を得ることも可能としている
。

〔作用〕

バイア部に粉末を、基板に高純度アルミナ基板を用いる
こと、さらに反応を抑える焼成条件の採用によって。

アルミナ基板での両面多層基板が可能となる。

〔実施例１〕 粒子径１μｍのＢｉ２Ｂ１２０ｓ１．粒子径１μｍの５
ｒＣＯ，ｉｍｏｌ、粒子径１μｍのＣａＯｉｍｏｌおよ
び粒子径１μｍのＣｕ０２ｍｏｌをボールミルで４８ｈ
混合した後、圧粉成形体を作製した。これを８８０°Ｃ
で１２ｈ焼成し１次に粉砕して粒子径２μｍの粉末を作
製した・この粉末番バイア部の充填とペースト原料に使
用した。

原料粉末１’　ＯＯ９１ＰＭＭＡアクリル樹脂１０９Ｉ
テルピネオール２５９．メチルエチルケトン１００９を
加え、ボールミルで７２ｈ混合した。この後、メノウ製
らいかい機で３ｈ混諌して、メチルエチルケトンを飛散
させた。次に三本ロールミルで混錬して超伝導セラミッ
クスペーストを作製した。

厚さ０．６２ｍｍの高純度アルミナ基板として、富士通
製ファインダレインドアルミナ基板（ＦＧＡ基板）にＹ
ＡＧレーザを用いて、直径０．４ｍｍ（穴の厚さ方向の
中心部）の穴を明けた。この穴に超伝導組成の粉末を充
填した。次にペーストを用いて２幅３ｍｍ、厚さ　１０
０μｍのパターンを基板の両面にスクリーン印刷し乾燥
した後、大気雰囲気中で、昇温速度５”Ｃ／ｍｉｎとし
て、８８０°Ｃで１０分間焼成した後、５°Ｃ／ｍｉｎ
で降温した。

このようにして焼成した両面多層基板に、電極をはんだ
付けし、四端子法で液体ヘリウム温度から室温までの電
気抵抗を測定した。その結果を第１表に示す。表に示し
たように、７９にで超伝導を示した。

第１図に両面多層基板のバイア部の断面構造を示す。

この図はモデル図であるが、電子顕微鏡により、バイア
部にはボアが少なく、緻密であることを確認した。

焼成条件のうち、温度とＴｃｅとの関係を第２表に示す
８７５°Ｃから８９０度で超伝導を示し、８８０°Ｃが
最も７ｃ、ｅが高いことが分かる。また、焼成時間とＴ
ｃｅとの関係を第３表に示す。５分未満や３０分以上で
は超伝導を示さず、５−２０分が超伝導を示し、特に、
１０分が最もＴｃｅが高いことが分かる。

さらに、焼成した超伝導セラミックスのＸ線回折の結果
を第２図に示す。この図から、Ｃ軸方向に強く配向しい
ることが分かる。

第１表 第２表　　焼成時間１０分 第３表　　′焼成温度８ＢＯ’Ｃ 〔実施例２〕　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　し粒子径１μｍのＹ　２０　ｓ　ｌ　ｍ　ｏ　Ｉ
　、粒子径１μｍの　　　士Ｂａ０２ｍｏｌ、粒子径１
μｍのＣｕ０３ｍｏ　ｌをポー　　−ルミルで４８ｈ混
合した後、圧粉成形体を作製した・これを９５０°Ｃで
１２ｈ焼成し１次に粉砕して粒子径２μ　　１：ｍの粉
末を作製した。この粉末をバイア部の充填とベー　　　
−スト原料に使用した。　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　イ原料粉末１００！；ｌ、ＰＭＭＡアクリル
樹脂１０９．テ　　　１ルビネオール２５９．メチルエ
チルケトン１００ｇを加　　草え、ボールミルで７２ｈ
混合した。この後、メノウ製ら　　　（膣 第４表　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１
γ ）かい機で３ｈ混練しで、メチルエチルケトンを飛散さ
ｔた。次に三本ロールミルで混錬して超伝導セラミック
（ペー・ストを作製した。

厚さ０．６２ｍｍの高純度アルミナ基板（ＦＧＡ基板二
ＹＡＧレーザを用いて、直径０．４ｍｍ　（穴の厚さ方
〕の中心部）の穴を明けた。この穴に超伝導組成の粉末
ト充填した。次にペーストを用いて、輻３ｍｍ、厚さ１
００μｍのパターンを基板の両面にスクリーン印刷し２
燥した後、大気雰囲気中で、昇温速度５°Ｃ／ｍｉｎと
うて、９５０°Ｃで１０分間焼成した後、５℃／ｍｉｎ
で牽温した。

このようにして焼成した両面多層基板に、Ｎ極をはんど
付けし、四端子法で液体ヘリウム温度から室温までの数
置抵抗を測定した。　　　　　　　　　　　第４表に氏
したように、８８にで超伝導を示した。

〔発明の効果〕

本発明のバイア形成方法、焼成条件は、バイア部の緻谷
性、基板との反応を阻止するなどのメリットがあり。

β伝導セラミックスを用いた多層基板を可能とした。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例にて製作した両面多層石
板のバイア部の拡大断面斜視図、第２図は、その超伝導
セラミックのＸ線回折結果を示す図である。 第１因 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　セラミック基板に穴明けし、その穴に超伝導組成の粉
   末を充填した後、この穴の両側に超伝導組成のペースト
   による配線パターンを設け、穴部とパターン部を同時に
   焼成することを特徴とする多層基板の製造方法。