JPH0243794A - 電子デバイス及びその製造方法 - Google Patents
電子デバイス及びその製造方法Info
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- JPH0243794A JPH0243794A JP1131254A JP13125489A JPH0243794A JP H0243794 A JPH0243794 A JP H0243794A JP 1131254 A JP1131254 A JP 1131254A JP 13125489 A JP13125489 A JP 13125489A JP H0243794 A JPH0243794 A JP H0243794A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
- H10N60/0296—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers
- H10N60/0352—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers from a suspension or slurry, e.g. screen printing or doctor blade casting
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
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- H10N60/0576—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers characterised by the substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (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】
(産業上の利用分野)
本発明は、セラミック基体上に形成され、かつ導体を形
成する少なくとも一つのスクリーン印刷層とこの導体と
電気的に接触するプールを形成する少な(とも一つのス
クリーン印刷層とからなる回路を有する電子デバイスに
関するものである。
成する少なくとも一つのスクリーン印刷層とこの導体と
電気的に接触するプールを形成する少な(とも一つのス
クリーン印刷層とからなる回路を有する電子デバイスに
関するものである。
本発明は、特に超高周波数(UHF)領域の混成回路の
形成や、集積半導体デバイス用のハウジングの支持部上
に接続部を形成するのに用いられ、これらの回路やデバ
イスは非常な低温での使用を意図する超電導性材料で作
られている。
形成や、集積半導体デバイス用のハウジングの支持部上
に接続部を形成するのに用いられ、これらの回路やデバ
イスは非常な低温での使用を意図する超電導性材料で作
られている。
(従来の技術)
スクリーン印刷によるY−Ba−Cu−0の超電導性フ
ィルムの製造法は、アプライド・フィジックス・レター
ズ(Appl−Phys−Lett) 51(16)、
1987年10月19日、pp、 1277−1279
のアール・シー・ブダニ、シン−モー エッチ・チェン
他(R,C,BUDHANI。
ィルムの製造法は、アプライド・フィジックス・レター
ズ(Appl−Phys−Lett) 51(16)、
1987年10月19日、pp、 1277−1279
のアール・シー・ブダニ、シン−モー エッチ・チェン
他(R,C,BUDHANI。
Sing−門OgH−TZENG、 et al)によ
る文献[スクリーン印刷法によるY−Ba−Cu−0系
の超電導性フィルムの合成」から知られている。
る文献[スクリーン印刷法によるY−Ba−Cu−0系
の超電導性フィルムの合成」から知られている。
この文献に、超電導性遷移温度、層の表面状態、抵抗、
結晶構造及びフィルムの基体への接着が印刷後の熱処理
に対し非常に敏感であると記載されている。
結晶構造及びフィルムの基体への接着が印刷後の熱処理
に対し非常に敏感であると記載されている。
スクリーン印刷可能なインクの製造に用いる出発時の組
成物は粉状のBaCuO2CIJO,YZO:lを含み
、これらの粉体は次いで混合され、粉砕され、空気中で
24時間950℃の温度へ加熱される。この混合物は次
いで緩徐に冷却され、再度粉砕して微粉とされる。
成物は粉状のBaCuO2CIJO,YZO:lを含み
、これらの粉体は次いで混合され、粉砕され、空気中で
24時間950℃の温度へ加熱される。この混合物は次
いで緩徐に冷却され、再度粉砕して微粉とされる。
この混合物は有機流動性媒質へ導入されてスクリーン印
刷可能なインクが形成される。この層がスクリーン印刷
される基体は、 サファイヤ 又は多結晶酸化アルミニウムにより形成される。
刷可能なインクが形成される。この層がスクリーン印刷
される基体は、 サファイヤ 又は多結晶酸化アルミニウムにより形成される。
このフィルムはスクリーン印刷されると、300°Cで
1時間乾燥される。
1時間乾燥される。
上記の文献の示すところでは、アニール温度が950°
C未満ではスクリーン印刷フィルムが基体に接着せず、
1000°Cを超えるアニール温度では、基体への接着
性は充分となるが、スクリーン印刷された材料に再結晶
が起り、幅広く組成上の異成分となり、とりわけ、Yと
Cuの酸化物の棒状の様相の析出が起る。
C未満ではスクリーン印刷フィルムが基体に接着せず、
1000°Cを超えるアニール温度では、基体への接着
性は充分となるが、スクリーン印刷された材料に再結晶
が起り、幅広く組成上の異成分となり、とりわけ、Yと
Cuの酸化物の棒状の様相の析出が起る。
上記文献によれば、4時間750°Cでアニールし、次
いで30分間1000°Cでアニールすることで、均一
かつ基体に接着した層が得られる。この合成物はY、B
azCu306. 、と小さい割合のBaCuO2とか
らなる。
いで30分間1000°Cでアニールすることで、均一
かつ基体に接着した層が得られる。この合成物はY、B
azCu306. 、と小さい割合のBaCuO2とか
らなる。
金(Au)のパッドは蒸発して接点を形成し、テストの
実施に用いられる。零抵抗はサファイヤ基体上で79°
にで得られ、酸化アルミニウム基体(八120:l)上
で70°にで得られる。この固体材料はほぼ90゜Kで
起電導性となる。
実施に用いられる。零抵抗はサファイヤ基体上で79°
にで得られ、酸化アルミニウム基体(八120:l)上
で70°にで得られる。この固体材料はほぼ90゜Kで
起電導性となる。
上記文型に記載されているところでは、上記の材質はア
ニール温度にかんして多くの試験に供され、得られた層
はこのアニール温度に非常に敏感であり、規定の条件を
遵守しない場合には、この層は接着も分解もしない。
ニール温度にかんして多くの試験に供され、得られた層
はこのアニール温度に非常に敏感であり、規定の条件を
遵守しない場合には、この層は接着も分解もしない。
スクリーン印刷によるY−Ba−Cu−0の超電導性フ
ィルムの形成は、また日本応用物理雑誌(Japane
se Journal of Applied Phy
sics)、 VoL、26゜no、5.1987年5
月、 PP、L763〜L765のヒデオミコイヌマ、
マサシ カワサキ他(Hideomi KOINIJM
A。
ィルムの形成は、また日本応用物理雑誌(Japane
se Journal of Applied Phy
sics)、 VoL、26゜no、5.1987年5
月、 PP、L763〜L765のヒデオミコイヌマ、
マサシ カワサキ他(Hideomi KOINIJM
A。
Masashi KAWAS^にI et al)によ
る発表「セラミック基体上における超電導性酸化物被膜
形成の諸問題」から知ることができる。
る発表「セラミック基体上における超電導性酸化物被膜
形成の諸問題」から知ることができる。
この文献には、石英、酸化アルミニウム(AIzOz)
、Y酸化物(YSZ)により安定化された酸化ジルコニ
ウム及び5rTi(hのような異なる基体上に、La
−5r−Cu−0及びYb−Ba−Cu−0の層を形成
するごとについて記載されている。とりわけスクリーン
印刷により実行した試験の示すところでは、アニル温度
を10000とし、石英や酸化アルミニウムの基体を用
いた場合には、劣悪な結果が得られた。
、Y酸化物(YSZ)により安定化された酸化ジルコニ
ウム及び5rTi(hのような異なる基体上に、La
−5r−Cu−0及びYb−Ba−Cu−0の層を形成
するごとについて記載されている。とりわけスクリーン
印刷により実行した試験の示すところでは、アニル温度
を10000とし、石英や酸化アルミニウムの基体を用
いた場合には、劣悪な結果が得られた。
この文献に記載されているところでは、クラックが層に
形成され、この劣悪な結果はとりわけ、酸化アルミニウ
ムおよび石英の膨張係数が、超電導性の形成に用いる材
質に対して適合しないこと、 高温、即ち800°Cを超える温度では、超電導性層と
基体との間で、例えば基体への金属成分の拡散のような
相互作用が起こるという事実に起因する。
形成され、この劣悪な結果はとりわけ、酸化アルミニウ
ムおよび石英の膨張係数が、超電導性の形成に用いる材
質に対して適合しないこと、 高温、即ち800°Cを超える温度では、超電導性層と
基体との間で、例えば基体への金属成分の拡散のような
相互作用が起こるという事実に起因する。
Al2O3,ZrO2,MgO及び5rTiO+のよう
な異なる基体上の薄Ill超電導性層の製造法はエム、
ナイ) −アール、エンチハモンド等(M、 NAIT
O,R,H,HAM門0NDet at)によるrJ、
MATER,RES、 2(6) Nov/Dec
。
な異なる基体上の薄Ill超電導性層の製造法はエム、
ナイ) −アール、エンチハモンド等(M、 NAIT
O,R,H,HAM門0NDet at)によるrJ、
MATER,RES、 2(6) Nov/Dec
。
1987 PP、 713−715 、の文献「電子ビ
ーム蒸着(codepos i Lion)による高T
c酸化物超電導性YBazCu:+07の3膜合成」に
より知られている。
ーム蒸着(codepos i Lion)による高T
c酸化物超電導性YBazCu:+07の3膜合成」に
より知られている。
この文献は、材質Y−BaCu−0とアルミナ基体との
間の相互拡散及びその超電導性への影宮について、より
実際的に取り扱っている。
間の相互拡散及びその超電導性への影宮について、より
実際的に取り扱っている。
超電導性物質のアルミナへの相互拡散により引き起され
る悪影啓を克服すべく、上記文献では緩衝層、特にZr
O2の使用が提案されている。
る悪影啓を克服すべく、上記文献では緩衝層、特にZr
O2の使用が提案されている。
上記文献にはまた、固体MgO基体上のY−Ba−Cu
−○薄膜の堆積について記載されている。この薄膜がY
リッチの場合には、MgOと僅かな相互拡散を示し、D
aリンチの場合には、薄膜は顕著な相互拡散を示し、特
に基体からこの層へとMgが拡散し、Ba又はCuの位
置に置換する。この超電導特性は予期されたものよりも
はるかに悪い。
−○薄膜の堆積について記載されている。この薄膜がY
リッチの場合には、MgOと僅かな相互拡散を示し、D
aリンチの場合には、薄膜は顕著な相互拡散を示し、特
に基体からこの層へとMgが拡散し、Ba又はCuの位
置に置換する。この超電導特性は予期されたものよりも
はるかに悪い。
上記文献には、MgO上に層をスクリーン印刷する方法
は記載されていない。
は記載されていない。
上記の各文献を研究した後も、明確な結論を弓き出すこ
とはできず、安定で、再現性よく適切に作動し、従って
大規模で製造できるようなスクリーン印刷超電導性層に
達するためのアプローチとして成功していない。
とはできず、安定で、再現性よく適切に作動し、従って
大規模で製造できるようなスクリーン印刷超電導性層に
達するためのアプローチとして成功していない。
例えば、二番目及び三番目の文献からは、Al2O:1
基体が確かに悪い結果をもたらすものと結論できるが、
一番目の文献に従えば、上記の基体について、ある条件
下では適当な結果を得ている。
基体が確かに悪い結果をもたらすものと結論できるが、
一番目の文献に従えば、上記の基体について、ある条件
下では適当な結果を得ている。
三番目の文献では、ZrO□基体の使用を勧め、Mg0
w体を用いた場合に遭遇する困難について記載されてい
る。後者の文献にはスクリーン印刷層の製造法は記載さ
れておらず、残りの二つの文献に、基体の影響の大きさ
と、スクリーン印刷層をアニールするのに必要な条件を
得ることの重要性および困難性につき記載されている。
w体を用いた場合に遭遇する困難について記載されてい
る。後者の文献にはスクリーン印刷層の製造法は記載さ
れておらず、残りの二つの文献に、基体の影響の大きさ
と、スクリーン印刷層をアニールするのに必要な条件を
得ることの重要性および困難性につき記載されている。
(発明が解決しようとする課題)
この理由から、本発明は、最初にデバイスを、二番目に
このデバイスの製造方法を提案し、更に、とりわけ下記
の問題の解決を可能とするスクリーン印刷層の製造方法
を提案する。
このデバイスの製造方法を提案し、更に、とりわけ下記
の問題の解決を可能とするスクリーン印刷層の製造方法
を提案する。
アニール工程における層の分解
スクリーン印刷中のクラックの存在
基体との相互拡散
基体への接着の乏しさ
超電導特性の乏しさ(例えば、零抵抗が得られないこと
) (課題を解決するための手段) 本発明において、これらの問題は序文に記載したデバイ
スにおいて、基体が多結晶焼結酸化マグネシウムからな
り、かつ導体を形成する層が超電導性YBa2CuJ7
−x (ここで、O< x <0.5)からなること
を特徴とするデバイスにより解決される。
) (課題を解決するための手段) 本発明において、これらの問題は序文に記載したデバイ
スにおいて、基体が多結晶焼結酸化マグネシウムからな
り、かつ導体を形成する層が超電導性YBa2CuJ7
−x (ここで、O< x <0.5)からなること
を特徴とするデバイスにより解決される。
特に、スクリーン印刷超電導性材料の選択と共に、基体
材料の選択により、これらの問題が解決可能となる。
材料の選択により、これらの問題が解決可能となる。
従来技術による他の基体材料と比較して、YBa−Cu
−0のスクリーン印刷層の高いアニール温度で、酸化マ
グネシウムは上記化合物の膨張係数と最もよく一致する
膨張係数をもつ。この特性により、基体への接着の乏し
さのみならず層中のクラックの生成の排除も可能となる
。
−0のスクリーン印刷層の高いアニール温度で、酸化マ
グネシウムは上記化合物の膨張係数と最もよく一致する
膨張係数をもつ。この特性により、基体への接着の乏し
さのみならず層中のクラックの生成の排除も可能となる
。
本発明はまた、特に、接点パッドが電導性スクリーン印
刷層からなり、その活性相が金、銀−パラジウム、金−
パラジウム、金−白金又は恨−白金の中から選ばれた金
属からなり、かつ前記接点パッドが第2レヘルでスクリ
ーン印刷された銀相によって超電導性導体に接続されて
いることを特徴とするデバイスを提案する。
刷層からなり、その活性相が金、銀−パラジウム、金−
パラジウム、金−白金又は恨−白金の中から選ばれた金
属からなり、かつ前記接点パッドが第2レヘルでスクリ
ーン印刷された銀相によって超電導性導体に接続されて
いることを特徴とするデバイスを提案する。
かかる接点パッドの使用により、電気的接点により引き
起される超電導特性の低下は、実際上最小となる。
起される超電導特性の低下は、実際上最小となる。
他方、酸化マグネシウムもまた基体を形成するのに選択
される。これは、冷却液と協働するのに充分なように造
形でき特に、この液を含有するか又は輸送するための中
空の形を与えたり、又はこの液と接触させて置くための
延設部を与えうるという好ましい機械的特性のためであ
る。また、酸化マグネシウムが従来の技術状態から知ら
れている他の基体よりも高い熱電導性を有し、望ましい
動作温度を容易かつ象、速に達成できるからである。
される。これは、冷却液と協働するのに充分なように造
形でき特に、この液を含有するか又は輸送するための中
空の形を与えたり、又はこの液と接触させて置くための
延設部を与えうるという好ましい機械的特性のためであ
る。また、酸化マグネシウムが従来の技術状態から知ら
れている他の基体よりも高い熱電導性を有し、望ましい
動作温度を容易かつ象、速に達成できるからである。
そのうえ、層が分解したり、又は基体との相互拡散が生
ずる温度を避けるように、Y −Ba −CuoO層の
アニール条件が選定される製造方法を提供する。この方
法では、充分な超電導作用を達成できる。
ずる温度を避けるように、Y −Ba −CuoO層の
アニール条件が選定される製造方法を提供する。この方
法では、充分な超電導作用を達成できる。
(実施例)
本発明を下記の記述により添付図面を参照して更に詳細
に説明する。
に説明する。
第1図の断面図に示すように、本発明による回路10は
、両端に電気接点パッドを配置した超電導性物質のスク
リーン印刷層からなる少なくとも一つの相互接続トラッ
ク1を備える。この回路は基体Sの表面上に配置する。
、両端に電気接点パッドを配置した超電導性物質のスク
リーン印刷層からなる少なくとも一つの相互接続トラッ
ク1を備える。この回路は基体Sの表面上に配置する。
電気接点バッドPはスクリーン印刷電導層11からなり
、この層11は第2レベルでスクリーン印刷された電導
層12を介して超電導層1に接続される。
、この層11は第2レベルでスクリーン印刷された電導
層12を介して超電導層1に接続される。
基体を形成するのに使用する材料の選択は、超電導物質
の選択と密接な関係をもつ。
の選択と密接な関係をもつ。
事実、回路形成のために選択した方法は、スクリーン印
刷により厚膜を製造する方法である。この方法は従来技
術から知られている少なくとも一つの工程を有し、この
工程でスクリーン印刷層を高温でアニールする。
刷により厚膜を製造する方法である。この方法は従来技
術から知られている少なくとも一つの工程を有し、この
工程でスクリーン印刷層を高温でアニールする。
従って、基体とスクリーン印刷可能な化合物は、動作温
度と層のアニール温度とにより限定される範囲内で、膨
張係数が互いにできる限り近づくように選ばなければな
らない。
度と層のアニール温度とにより限定される範囲内で、膨
張係数が互いにできる限り近づくように選ばなければな
らない。
スクリーン印刷により得られる超電導性デバイスは、動
作温度に対するTc 80°Kから、層のアニール温度
に対応するほぼ1200°Kまでの温度範囲をもつ。
作温度に対するTc 80°Kから、層のアニール温度
に対応するほぼ1200°Kまでの温度範囲をもつ。
この温度範囲でYBazCu:+Oyを超電導性物質と
して選ぶと、上記化合物の熱膨張係数に対し、間断なく
最も近い熱膨張係数を有する基体は、第5図の曲線に示
すように酸化マグネシウムMgOセラミックである。第
5図にはYBa−Cu−0(曲線A)、MgO(曲線B
) 、Alz(h (曲線C)及びZr(h (曲線
D)の相対線形偏差ΔL/Lを、単位にの温度Tの関数
として示した。ここで、Tcは超電導性の発現点、すな
わち雰抵抗が得られる点である。
して選ぶと、上記化合物の熱膨張係数に対し、間断なく
最も近い熱膨張係数を有する基体は、第5図の曲線に示
すように酸化マグネシウムMgOセラミックである。第
5図にはYBa−Cu−0(曲線A)、MgO(曲線B
) 、Alz(h (曲線C)及びZr(h (曲線
D)の相対線形偏差ΔL/Lを、単位にの温度Tの関数
として示した。ここで、Tcは超電導性の発現点、すな
わち雰抵抗が得られる点である。
酸化マグネシウムは基体としては、他の化合物と比較し
て更に利点を有する。これは著しい熱電導性を存し、従
って超電導回路の動作時に必要とされる該回路の迅速か
つ容易な冷却が可能である。
て更に利点を有する。これは著しい熱電導性を存し、従
って超電導回路の動作時に必要とされる該回路の迅速か
つ容易な冷却が可能である。
酸化マグネシウムはセラミックスのように顕著な特性を
存する。即ち1.充分な強度をもちかつ容易に加工でき
る。これらの特性から多数の異なる形の基体が容易に得
られる。とりわけ、第2図に示すように、保持用又は冷
却液循環用の空洞100を備えた基体、 第3図に示すように冷却液を浸ける延設部110を備え
た基体、 第4図に示すように集積回路20のハウジングとなる形
をもつ基体、 を得ることができる。第4図に示すように、基体Sは集
積回路チップ20を収容する凹所21を備える。
存する。即ち1.充分な強度をもちかつ容易に加工でき
る。これらの特性から多数の異なる形の基体が容易に得
られる。とりわけ、第2図に示すように、保持用又は冷
却液循環用の空洞100を備えた基体、 第3図に示すように冷却液を浸ける延設部110を備え
た基体、 第4図に示すように集積回路20のハウジングとなる形
をもつ基体、 を得ることができる。第4図に示すように、基体Sは集
積回路チップ20を収容する凹所21を備える。
接点パッドP1を、集積回路の入力/出力に対応できる
ように凹所の周辺に形成し、例えば熱圧縮により接点パ
ッドPlO層ll上に固定した短< IIいワイヤーに
より集積回路に接続する。他の接点パッドP2を、集積
回路の支持部若しくはハウジングとして働く基体Sの周
辺に形成する。接点パッドPをトラック1と接続部12
とにより接点パッドP2に接続する。
ように凹所の周辺に形成し、例えば熱圧縮により接点パ
ッドPlO層ll上に固定した短< IIいワイヤーに
より集積回路に接続する。他の接点パッドP2を、集積
回路の支持部若しくはハウジングとして働く基体Sの周
辺に形成する。接点パッドPをトラック1と接続部12
とにより接点パッドP2に接続する。
酸化マグネシウムの膨張係数がスクリーン印刷可能な超
電導性化合物として選んだYBazC+gOyの膨張係
数と非常に近いという事実から、熱処理の結果としてク
ラックが層に入ることはなく、この膨張係数間の対応に
より層の接着が高められる。
電導性化合物として選んだYBazC+gOyの膨張係
数と非常に近いという事実から、熱処理の結果としてク
ラックが層に入ることはなく、この膨張係数間の対応に
より層の接着が高められる。
この結果、かかる接着を得るために非常に高いアニール
温度を使う必要はない。
温度を使う必要はない。
このことは、YBazCu、、Oy ?8融が適合しな
いプロセスである。即ち、この物質は920〜930°
より高い温度で分解することが発見されており、従来技
術ではほぼ1000°の温度で分解が観察されていたの
で、極めて重要である。
いプロセスである。即ち、この物質は920〜930°
より高い温度で分解することが発見されており、従来技
術ではほぼ1000°の温度で分解が観察されていたの
で、極めて重要である。
Y−Ba−Cu−OとMgOとの膨張係数間の対応によ
り、920°Cですでに接着が得られるので、YBa−
Cu−0層のアニール温度はこの920″Cの温度を超
えるべきでない。
り、920°Cですでに接着が得られるので、YBa−
Cu−0層のアニール温度はこの920″Cの温度を超
えるべきでない。
更に、本発明はスクリーン印刷1’W11により超電導
性トラックlの端部に更に接点パッドPを形成すること
を提案する。スクリーン印刷層11は活性相が八U、
Au−Pd、 Au−Pt、 Ag−Pd、 A
g−Ptから選ばれた金属からなるインキに基づいて好
ましくは超電導性層の前にかつ第1図の断面図に示すよ
うに同一のレヘルに堆積する。超電導性トラック1は層
12により対応する接点パッドPにより接続され、この
層12は銀を用いスフ1ノーン印刷可1jヒなインクか
ら超電導性層に続いて第ルベルで堆積し形成する。
性トラックlの端部に更に接点パッドPを形成すること
を提案する。スクリーン印刷層11は活性相が八U、
Au−Pd、 Au−Pt、 Ag−Pd、 A
g−Ptから選ばれた金属からなるインキに基づいて好
ましくは超電導性層の前にかつ第1図の断面図に示すよ
うに同一のレヘルに堆積する。超電導性トラック1は層
12により対応する接点パッドPにより接続され、この
層12は銀を用いスフ1ノーン印刷可1jヒなインクか
ら超電導性層に続いて第ルベルで堆積し形成する。
本発明による回路の製造に好通に用いうる製造方法は、
少なくとも次の工程を有する:a)焼結多結晶酸化マグ
ネシウム(MgO)からなり、回路を収容するのに好通
な寸法と形状とを有し、また、例えば第1図、第2図、
第3図又は第4図に断面で示す形状に対応する形状をも
つ基体Sを形成する工程 b)金(Au)、恨−パラジウム(Ag−Pd) 、金
−パラジウム(Au−Pd) 、金−白金(^u−Pt
)又は根−白金(Ag −P t)から選ばれた金属粉
からなる活性相をほぼ次記の相対モル比率:40%、2
0%、5%、35%のPbO,B2O3,Al2O3、
SiO2からなる1種のガラスと混合してなる出発混合
物により、スクリーン印刷可能な電導インクを製造する
工程。この混合物はほぼ9層容足%の金属を含有し、モ
ーターミキサーによって得られ、流動性媒体にほぼ50
容量%の割合で導入する。このfi 動性[体はエチル
セルロースのテルピネオール溶液、例えばエチルセルロ
ースを3〜10%で含むテルピネオール溶液であってよ
い。
少なくとも次の工程を有する:a)焼結多結晶酸化マグ
ネシウム(MgO)からなり、回路を収容するのに好通
な寸法と形状とを有し、また、例えば第1図、第2図、
第3図又は第4図に断面で示す形状に対応する形状をも
つ基体Sを形成する工程 b)金(Au)、恨−パラジウム(Ag−Pd) 、金
−パラジウム(Au−Pd) 、金−白金(^u−Pt
)又は根−白金(Ag −P t)から選ばれた金属粉
からなる活性相をほぼ次記の相対モル比率:40%、2
0%、5%、35%のPbO,B2O3,Al2O3、
SiO2からなる1種のガラスと混合してなる出発混合
物により、スクリーン印刷可能な電導インクを製造する
工程。この混合物はほぼ9層容足%の金属を含有し、モ
ーターミキサーによって得られ、流動性媒体にほぼ50
容量%の割合で導入する。このfi 動性[体はエチル
セルロースのテルピネオール溶液、例えばエチルセルロ
ースを3〜10%で含むテルピネオール溶液であってよ
い。
C)超電導性トラック1の回路用の電気接点パッドPを
形成するのに好通なパターンに従い、マグネシウム基体
上にスクリーン印刷で上記電導性インク層11を堆積す
る工程。
形成するのに好通なパターンに従い、マグネシウム基体
上にスクリーン印刷で上記電導性インク層11を堆積す
る工程。
こうしてスクリーン印刷した層11は、次の処理工程を
実施する前に、好ましくは900°Cでアニールする。
実施する前に、好ましくは900°Cでアニールする。
しかし、このアニール工程は、残りの工程を実施するた
めには必要でない。
めには必要でない。
d) 表示の比率で下記の粉体を混合(ほぼ−時間の間
)するか、 Yz030.5 mol nacOz 2 mol CuO: 3 mol 又は下記の比率で下記の粉体を混合することで粉を形成
する工程 Y2O30,5mol Bad□2 mol CuO: 3 mol e) 混合によって得られた粉を酸化アルミニウムAh
a、のるつぼの中で、900 ℃の温度にまで加熱し、
この温度に10〜18時間、好ましくは16時間の間保
持し、空気中又は好ましくは酸素中で、固体状態での相
互拡散によってYBa zcu 307− X粉を生成
へと導く工程。
)するか、 Yz030.5 mol nacOz 2 mol CuO: 3 mol 又は下記の比率で下記の粉体を混合することで粉を形成
する工程 Y2O30,5mol Bad□2 mol CuO: 3 mol e) 混合によって得られた粉を酸化アルミニウムAh
a、のるつぼの中で、900 ℃の温度にまで加熱し、
この温度に10〜18時間、好ましくは16時間の間保
持し、空気中又は好ましくは酸素中で、固体状態での相
互拡散によってYBa zcu 307− X粉を生成
へと導く工程。
「) この粉の粒子を1〜3時間粉砕してこの混合物を
仕上げ、8〜12μmの径をもつ粒子を得る工程。
仕上げ、8〜12μmの径をもつ粒子を得る工程。
g) この粉を、エチルセルロースのテルピネオール溶
液、例えばエチルロースを3〜10%含むテルピネオー
ルであってもよい流動性媒体と、次記の体積比で混合し
、スクリーン印刷可能なインクを得る工程。
液、例えばエチルロースを3〜10%含むテルピネオー
ルであってもよい流動性媒体と、次記の体積比で混合し
、スクリーン印刷可能なインクを得る工程。
40〜50%のYBazCu107−粉60〜50%の
流動性液体 好ましい比率は、 45%のYBa2Cu:+0t−2粉 55%の流動性液体である。
流動性液体 好ましい比率は、 45%のYBa2Cu:+0t−2粉 55%の流動性液体である。
h) g)工程で得られたインクを用い、前記のよう
に形成した酸化マグネシラ1、基体上に、超電導性トラ
ック1の特定の回路を形成するのに好通なパターンに従
ってスクリーン印刷する工程。
に形成した酸化マグネシラ1、基体上に、超電導性トラ
ック1の特定の回路を形成するのに好通なパターンに従
ってスクリーン印刷する工程。
工程b)による接点パッドPは層1によって覆われてい
ないが、電導性トラックの部分は接点パッドPの近くに
存在する。
ないが、電導性トラックの部分は接点パッドPの近くに
存在する。
i) YBazCu+Oのスクリーン印刷層をほぼ1
20°Cでほぼ15分間乾燥する工程。
20°Cでほぼ15分間乾燥する工程。
j) この層を正確に920°±10°の温度で、5〜
20時間、好ましくは16時間、空気中又は好ましくは
酸素中でアニールする工程。
20時間、好ましくは16時間、空気中又は好ましくは
酸素中でアニールする工程。
k) 例えばl″C/分で周囲温度まで酸素中で緩徐に
冷却する工程。
冷却する工程。
このようにして得られた超電導性トラックを構成部品を
接続するのに使用して酸化マグネシウムからなるハウジ
ング又は基体上に配置する集積回路チンプ用の大カー出
力接続又は混成回路を形成する場合にはこれらの超電導
性トラック1に、好ましくは上記の方法で、同様のスク
リーン印刷技術によって製造される電気接点パッドを設
ける。しかし、これらの接点パッドは、接続トラックの
超電導性に悪影古を与えないような方法で設けなければ
ならない。従って、本発明においては超電導性層lと層
11の接点パッドPとの間の接続部は、恨を用いたスク
リーン印刷可能なインクからなる層12によって形成し
、この層12は第1図に示すように第2レベルで形成す
る。
接続するのに使用して酸化マグネシウムからなるハウジ
ング又は基体上に配置する集積回路チンプ用の大カー出
力接続又は混成回路を形成する場合にはこれらの超電導
性トラック1に、好ましくは上記の方法で、同様のスク
リーン印刷技術によって製造される電気接点パッドを設
ける。しかし、これらの接点パッドは、接続トラックの
超電導性に悪影古を与えないような方法で設けなければ
ならない。従って、本発明においては超電導性層lと層
11の接点パッドPとの間の接続部は、恨を用いたスク
リーン印刷可能なインクからなる層12によって形成し
、この層12は第1図に示すように第2レベルで形成す
る。
この目的のため、製造工程を次のように進行させる:
■)恨(Ag)を用いて次の体積比率で混合することで
スクリーン印刷可能なインクを造る工程。
スクリーン印刷可能なインクを造る工程。
40〜50%の純粋な恨Ag粉体
エチルセルロースのテルピネオール溶液例えばテルピネ
オール中の3〜10%のエチルセルースのような流動性
媒体を60〜50%m) こうして得られたインクをス
クリーン印刷して層12を形成し、b)工程で形成した
接点パッド11と、接触パッドの近くに設けたY −B
a−CuOの超電導性層1の少なくとも一部とを部分的
に覆う工程。
オール中の3〜10%のエチルセルースのような流動性
媒体を60〜50%m) こうして得られたインクをス
クリーン印刷して層12を形成し、b)工程で形成した
接点パッド11と、接触パッドの近くに設けたY −B
a−CuOの超電導性層1の少なくとも一部とを部分的
に覆う工程。
n) アセンブリーをほぼ600°Cで10〜18時間
、好ましくは16時間加熱する工程。
、好ましくは16時間加熱する工程。
0)例えば1分間に1°Cの割合で、410°Cの定常
温度まで緩徐に冷却する工程。アセンブリーを再加熱す
る工程n)と、工程0)の定常温度までの再冷却操作と
の間に、工程m)でスクリーン印刷された銀層12のア
ニールが達せられ、結果として層の接着が適当となり、
これに加え、超電導性材料が酸素を吸収し、その最大吸
収がほぼ410°Cにある。Y−Ba−Cu−0の材料
を410°C未満の温度まで冷却する場合には、酸素が
充分に吸収されず、最終的にO< x <0.5の組成
のものを製造できない。
温度まで緩徐に冷却する工程。アセンブリーを再加熱す
る工程n)と、工程0)の定常温度までの再冷却操作と
の間に、工程m)でスクリーン印刷された銀層12のア
ニールが達せられ、結果として層の接着が適当となり、
これに加え、超電導性材料が酸素を吸収し、その最大吸
収がほぼ410°Cにある。Y−Ba−Cu−0の材料
を410°C未満の温度まで冷却する場合には、酸素が
充分に吸収されず、最終的にO< x <0.5の組成
のものを製造できない。
p) 410°Cの温度で1〜20時間、好ましくは
16時間温度を一定に保つ工程。
16時間温度を一定に保つ工程。
q) 例えば1分間に1度かそれ以上の割合で、周囲温
度まで再冷却する工程。
度まで再冷却する工程。
超電導性への遷移が起る臨界温度Tcは、79゜Kと等
しいか又はそれ以上のものが得られた。
しいか又はそれ以上のものが得られた。
第1図は平坦な基板上の本発明による一例の超伝導性回
路の断面図、 第2図は中空の基板上に形成したかかる回路の断面図、 第3図は延設部を備えた基板上のかかる回路の断面図、 第4図は集積回路チップ用のハウジングの一部又は支持
部をも形成する基板に設けられたかかる回路の断面図、 第5図は異なる基板材料の温度に対する相対伸びΔI、
/Lを示す曲線図である。 1・・・相互接続トラック 10・・・回路 11・・・スクリーン印刷伝導層 100・・・空洞 110・・・延設部 5・・・基体 P・・・電気接点パッド FIG、 1
路の断面図、 第2図は中空の基板上に形成したかかる回路の断面図、 第3図は延設部を備えた基板上のかかる回路の断面図、 第4図は集積回路チップ用のハウジングの一部又は支持
部をも形成する基板に設けられたかかる回路の断面図、 第5図は異なる基板材料の温度に対する相対伸びΔI、
/Lを示す曲線図である。 1・・・相互接続トラック 10・・・回路 11・・・スクリーン印刷伝導層 100・・・空洞 110・・・延設部 5・・・基体 P・・・電気接点パッド FIG、 1
Claims (10)
- 1.導体を形成する少なくとも一つのスクリーン印刷層
と前記導体と電気的に接触するパッドを形成する少なく
とも一つのスクリーン印刷層とからなり、かつセラミッ
ク基体上に形成された回路を有する電子デバイスにおい
て、前記基体が多結晶焼結酸化マグネシウム(MgO)
からなり、かつ導体を形成する前記層が超電導性YBa
_2Cu_3O_7_−_x(ここで、0<x<0.5
)からなることを特徴とする電子デバイス。 - 2.前記接点パッドが電導性スクリーン印刷層からなり
、その活性相が金、銀−パラジウム、金−パラジウム、
金−白金又は銀−白金の中から選ばれた金属からなり、
かつ前記接点パッドが第2レベルでスクリーン印刷され
た銀層によって超電導性導体に接続されていることを特
徴とする請求項1記載のデバイス。 - 3.前記回路が混成型であることを特徴とする請求項1
又は2記載のデバイス。 - 4.なかでも、集積回路チップが前記セラミック基板上
に設けられ、前記混成回路の導体が前記集積回路チップ
の入力−出力接続部を形成していることを特徴とする請
求項3記載のデバイス。 - 5.前記セラミック基体が前記集積回路チップの支持ハ
ウジングを形成していることを特徴とする請求項4記載
のデバイス。 - 6.前記セラミック基体が、冷却液を導入できる空洞を
有することを特徴とする請求項1〜5のうちいずれか一
つの項に記載のデバイス。 - 7.前記セラミック基体が、冷却液の循環が可能な空洞
を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つ
の項に記載のデバイス。 - 8.前記セラミック基体が、冷却液中に浸漬すべき延設
部を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一
つの項に記載のデバイス。 - 9.少なくとも下記の工程: a)焼結多結晶酸化マグネシウム(MgO)の基体を形
成する工程 b)Au、Ag−Pd、Au−Pd、Au−Pt、Ag
−Ptから選ばれた粉状の金属と、ほぼ次記の相対モ ル比率40%、20%、5%、35%のPbO、B_2
O_3、Al_2O_3、SiO_2から形成された1
種のガラスとからなる出発混合物により、スクリーン 印刷可能な電導インクを製造する工程;こ の出発混合物は、ほぼ95容量%の金属を有し、流動性
媒体へ導入する。 c)所望の回路用の電気接点パッドPを形成するのに好
通なパターンに従って、スクリー ン印刷により酸化マグネシウム基体上に前 記導電性インクの層11を堆積し、この電導性層を90
0℃でアニールする工程、 d)下記の組成 Y_2O_3:0.5mol BaCO_3:2mol CuO:3mol 又は Y_2O_3:0.5mol BaO_2:2mol CuO:3mol を有する混合物から粉体を形成する工程、 e)この粉体を900℃で10〜18時間の間酸素を流
しながら加熱し、固体状態で拡散によっ てYBa_2Cu_3O_7_−_x粉体の生成へと導
く工程、f)この粉体の粒子を1〜3時間粉砕して8〜
12μmの直径をもつ粒子を得る工程、 g)この粉体を有機媒質と下記の体積比: 40〜50%のYBa_2Cu_3O_7_−_x粉体
60〜50%の流動性液体 で混合してスクリーン印刷可能なインクを 得る工程、 h)導体の一部分が工程c)で形成された接点パッドの
近傍にある、特定の導体回路を形成 するのに適するパターンに従って工程g)で得られたイ
ンクをスクリーン印刷する工程、i)この層をほぼ15
分間、ほぼ120℃で乾燥する工程、 j)この層を正確に920゜±10゜の温度で5〜20
時間アニールする工程、 k)酸素中で周囲温度までほぼ毎分1℃で緩徐に冷却す
る工程 を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一つ
の項に記載のデバイスの製造方法。 - 10.特に下記の工程: 1)銀(Ag)を用いて下記の体積比率: 40〜50%のAg粉体 60〜50%の流動性液体 て混合してスクリーン印刷可能な電導性イ ンクをつくる工程、 m)前記の電導性インクの層をスクリーン印刷して前記
超電導層の少なくとも一部と近く に位置する接点パッドの少なくとも一部を この二番目の電導性層で覆うという方法で、工程c)で
形成された電気接点パッドと超電導性導体との間の接続
部を形成する工程、 n)アセンブリーをほぼ600℃で10〜18時間加熱
する工程、 o)超電導性層の組成が0<x<0.5となる方法で、
毎分1℃の割合で410℃の一定温度まで緩徐に冷却す
る工程、 p)410℃で1〜20時間温度を一定に保つ工程q)
ほぼ毎分1℃の割合で周囲温度まで再冷却する工程 を有することを特徴とする請求項9記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8806856A FR2632120B1 (fr) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | Dispositif supraconducteur serigraphie |
FR8806856 | 1988-05-24 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0243794A true JPH0243794A (ja) | 1990-02-14 |
Family
ID=9366531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1131254A Pending JPH0243794A (ja) | 1988-05-24 | 1989-05-24 | 電子デバイス及びその製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0343722A1 (ja) |
JP (1) | JPH0243794A (ja) |
KR (1) | KR900019248A (ja) |
FR (1) | FR2632120B1 (ja) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63141388A (ja) * | 1986-12-03 | 1988-06-13 | 東芝ライテック株式会社 | 厚膜回路基板の製造方法 |
-
1988
- 1988-05-24 FR FR8806856A patent/FR2632120B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-05-18 EP EP89201261A patent/EP0343722A1/fr not_active Withdrawn
- 1989-05-20 KR KR1019890006776A patent/KR900019248A/ko not_active Application Discontinuation
- 1989-05-24 JP JP1131254A patent/JPH0243794A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2632120B1 (fr) | 1990-10-05 |
KR900019248A (ko) | 1990-12-24 |
FR2632120A1 (fr) | 1989-12-01 |
EP0343722A1 (fr) | 1989-11-29 |
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