JPH04182368A - 接合性に優れた酸化物超伝導部材 - 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】 【産業上の利用分野］ 本発明は、例えば高周波領域で使用する受動部品に好適に利用可能な接合性に優れた酸化物超伝導部材に関する。 【従来の技術】

従来、数百Ｍ　Ｈｚ以上の高周波領域、いわゆるマイク
ロ波帯で使用するアンテナ、インダクタ、フィルタなど
の受動部品には、導体の高周波抵抗損失がその特性に影
響を与えることから金、銅などの良導体を鏡面に仕上げ
て使用されていた。しかし、材料自体が持つ比抵抗や分
散を低減することは本質的に不可能であることから、デ
バイスの設計は高周波になればなるほと困難となってい
た。また、例えば従来のアンテナの限界を超えるものと
して期待されている超利得アンテナ、超指向性アンテナ
などではアンテナ自体の抵抗損失が優れたアンテナ特性
に対する制限となることが知られており、その実現が困
難であった。 一方、超伝導材料からなる部材（超伝導部材）を、これ
らの高周波領域で使用する用途に用いた場合には、その
高周波抵抗が本質的に低いことから、高性能なマイクロ
波帯の受動部品が構成できることが知られている。特に
近年発見されたＹＢＣ○系などの高温超伝導材料は、そ
の高周波抵抗が従来のヘリウム温度で使用するＮｂなど
の金属系超伝導材料に比べ理論的に低（なることから、
その高周波部品への応用が期待されている。 一般的に言って、超伝導部材をデバイスの部品として使
用するためには他の部品、例えばトランジスタや集積回
路、コンデンサなどと有機的に組み合わせて機能を実現
する必要がある。しかし、高温超伝導材料は本質的に酸
化物であるため、通常の電気接続で使用される半田付け
が行なえず、そのため部品間の接合が難しいという欠点
がある。ただ、他の部品と接合するために、銅微粉を混
練した導電ペーストを用いて電気的な接合を行なうこと
は可能である。しかし、この場合、超伝導部材との実効
的な接合面積が小さくなるため、接合部の抵抗が大きく
なり、その結果、折角の超伝導材料の低抵抗性が活きな
くなる。また、機械的接合も弱いという難点がある。

【発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は高温超伝導材料の有する特性を生かしつつ、例えば、受動部品としての利用に不可欠な導体との接合を容易に行うことが可能な接合性に優れた酸化物超伝導部材を提供することにある。 【課題を解決するための手段】

上記目的は、少なくとも他の部材との接合部が、接合部
以外の部分に比べて高い含有密度でほぼ均一に金属を含
有し、かつ、該接合部と該接合部以外の部分との境界で
含有する金属の含有密度が接合インピーダンスの変化を
生しない程度以下の変化度合で変化していることを特徴
とする接合性に優れた酸化物超伝導部材によって達成さ
れる。

【実施例】

以下に本発明の詳細な構成と作用を実施例を説明しつつ
説明する。 第１図は本発明の接合性に優れた酸化物超伝導部材を、
超伝導アンテナに適用した例であり、１は超伝導部材で
構成された放射素子、２は超伝導部材で構成されたスト
リップ線路、３は接合部、４はグランドプレーン、１１
は金属コネクタ（他の部材）を示す。 第２図（ａ）は、第１図のストリップ線路２およびグラ
ンドプレーン４と金属コネクタ１１の接合部３の拡大図
で、３ａはストリップ線路２を構成する超伝導部材、３
ｂは金属（本例では銀または銀系合金）部材である。 本発明の部材を得るためには例えば次のように行えばよ
い。まず、仮焼成した超伝導微粉を有機バインダ中に混
練・混合してグリンシートを作製する。このグリンシー
トの最終的に接合部となる部分に金属（本例では銀また
は銀糸合金）微粉を埋め込む。その際、銀または銀系合
金の含有密度が接合面に向かって傾斜的に高くなるよう
に埋め込み、その後に上記グリンシートを好ましくは９
００００〜１１００°Ｃて焼結する。焼結中に銀または
銀糸合金は溶融して融合すると共に超伝導微粉も粒成長
し、超伝導粒子（本発明ては超伝導部材の母相を形成す
る。）のすきまを銀または銀糸合金３ｂが埋めるごとく
なる。すなわち、バルク状の超伝導部材の母相内部に銀
または銀糸合金の網が張り巡らされたことくなり、銀ま
たは銀糸合金と超伝導部材の母相との機械的結合は強固
であるとともに、電気的にも銀または銀系合金と超伝導
部材の母相との接合面積が充分広いことから、両者の良
好な接合が取れる（参考文献　万邦はかｒＡｇ添加によ
る焼結酸化物超伝導材料の表面抵抗低減機構Ｊ　１９９
０信学会秋季全大）。その後、焼成された材料表面を研
削すると、元々の銀または銀糸合金の密度が傾斜的にな
っていることから、表面に現れる銀または銀糸合金の面
積も当然傾斜的となる。 この銀または銀系合金３ｂは勿論通常の半田付けが可能
であるから、このようにして形成した本発明に係る超伝
導部材は、表面に露出している銀または銀糸合金の面積
が接合部表面の数十％以上あれば容易に他の部品と接合
でき、その機械的強度、電気的な接続性も従来の金属で
形成した部品となんら変わらない。このようにして銀ま
たは銀糸合金の多い部分て金属コネクタを接合した後は
従来の部品と全く変わりなく、例えばケーブルをさらに
接続したりしてシステムの一部に組み込むことができる
。 銀または銀系合金の含有密度の分布を第２図（ｂ）に基
づいて説明する。 銀または銀糸合金３ｂの含有密度の傾斜の度合は何も直
線的であることはな（、例えば、双曲線状でも放物線状
でも良い。最終的に他の部材と接合する部分（接合部）
の銀または銀糸合金の含有密度を、例えば、８０重量％
一定としく第２図（ｂ）のＡ部）、それからなだらかに
遷移しているような半合形状分布であってもよい。この
ような分布にいおいては、インピーダンスの急激な変化
が無いから接合による反射の影響が少なくできる。具体
的には傾斜密度領域（第２図（ｂ）のＢ部）が接合部の
各部寸法、例えば幅などと同程度以上あればほとんど問
題がない。また、このような超伝導郡部材を利用した部
品は低温で動作させることから、極端な線膨張差のある
部材を接合した状態では応力歪による破壊が生じる場合
があるが、本発明では基本的に線膨張係数の異なる金属
と超伝導部材の母相との間に傾斜的に線膨張率の変化す
る接合部３があることから、その様な問題を生じる恐れ
もない。 このようにして作成した超伝導部材に加工を施してアン
テナ、インダクタなどを作成することは従来のデバイス
形成と何等変わりないが、このとき、部材を構成する超
伝導材料は硬脆材料であることを考慮して加工法を選定
することはもちろんである。 接合部３の抵抗は、常伝導金属を用いることからゼロに
はなり得ないが、超伝導材料も高周波領域ではセロ抵抗
ではないこと、実用的には接合部の抵抗が小さければ問
題がないことから、例えば第１図の放射素子ｌとスｈ　
ｌ）ツブ線路２のような超伝導部品同士を接合する上か
らも本発明は有効である。 第３図は本発明の他の応用例であり、銀または銀系合金
の表面に現れる形状がくさび形となるようにしたもので
ある。この場合、グリンシート中にあらかじめ三角踵状
に成形した銀の部品を挿入し、焼成したのち表面を研削
することより得られる。この場合、超伝導部材の母相と
銀または銀系合金との接触面積は前述した例に比べると
若干少なくなるが、電流通電方向に対し正確に超伝導部
材の母相と銀または銀系合金との表面での割合が決定で
き、微小なインピーダンス変化をも問題とする超高周波
領域の部品の接合でもあらかじめ設計に織り込むことが
できる利点がある。 本発明は純粋の焼結酸化物超伝導材料のみならず、あら
かじめ超伝導特性改善のために最適に銀を混入した超伝
導材料を用いたデバイスに対しても適用できるのは勿論
である。作成法によっては銀を混入した方が良好な特性
を得られる場合があるが、その場合でも主体は超伝導材
料からなることから、接合部に相当する部分の銀または
銀糸合金の密度を高めることにより本発明の目的とする
良好な接合が得られることは言うまでもない。この場合
、過剰に銀または銀糸合金が導入されることから、接合
部の材料特性が若干劣化するのはやむを得ないが、それ
ても純粋の銀または銀系合金よりも特性が良いことは自
明である。

【発明の効果】

以上述べたように、本発明に係る接合性に優れた酸化物
超伝導部材を用いれば、高温超伝導材料を用いた高周波
部品を他の部品と容易に接合できるから、高温超伝導材
料のもつ高周波領域で損失の少ない特性を生かした高性
能で、かつ金属系の部品と組み合わせても低温動作での
応力破壊のない受動部品が構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した超伝導アンテナの斜視図、第
２図（ａ）は第１図の接合部３近傍の拡大図、第２図（
ｂ）は金属の含有分布密度を示す分布図、第３図は本発
明の他の応用例を示す斜視図である。 １　超伝導部材で構成された放射素子 ２　超伝導部材で構成されたストリップ線路３・接合部 ３ａ　超伝導部材の母相 ３ｂ・銀または銀糸合金部材 ４・グランドプレーン 】ｌ・金属コネクタ（他の部材） ］　１　ａ　　金属コネクタ芯線側 ］、１ｂ・金属コネクタグランド側 −月一

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも他の部材と接合する部分（以下「接合
   部」という）が、接合部以外の部分に比べて高い含有密
   度でほぼ均一に金属を含有し、かつ、該接合部と該接合
   部以外の部分との境界で含有する金属の含有密度が接合
   インピーダンスの変化を生じない程度以下の変化度合で
   変化していることを特徴とする接合性に優れた酸化物超
   伝導部材。
2. （２）前記金属の含有は、グリンシート形成時に微粉状
   態で行なわれたものであることを特徴とする請求項１記
   載の接合性に優れた酸化物超伝導部材。
3. （３）前記金属が、銀または銀を少なくとも含む合金で
   あることを特徴とする請求項１または２記載の接合性に
   優れた酸化物超伝導部材。