JPH0456294A - 超電導配線用基板 - Google Patents

超電導配線用基板

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JPH0456294A
JPH0456294A JP2165633A JP16563390A JPH0456294A JP H0456294 A JPH0456294 A JP H0456294A JP 2165633 A JP2165633 A JP 2165633A JP 16563390 A JP16563390 A JP 16563390A JP H0456294 A JPH0456294 A JP H0456294A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
superconducting
expansion coefficient
temperature
heat
Prior art date
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Pending
Application number
JP2165633A
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English (en)
Inventor
Takashi Fujiwara
隆 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication of JPH0456294A publication Critical patent/JPH0456294A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超電導配線用基板に関するものであり、更に
詳しくは、寸法安定性に優れた高分子フィルムの上に高
温超電導材料を積層してなる配線用基板に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
従来、謂ゆる超電導状態は、絶対零度に極めて近い温度
でしか実現できていなかったが、最近の数年間のセラミ
ックス系材料の開発により、液体窒素での冷却で対応可
能な謂ゆる高温超電導体が発見されてきた。そして、常
温超電導の可能性すら展望されはじめている。このよう
な、高温超電導体の存在は、エネルキーロスが極めて少
なく、しかも「高温」で利用できるため、その経済的価
値ははかりきれない。
しかし、超電導性セラミックスの加工は困難で有用な形
、例えば線材に加工することは、いくつかの提案がされ
ているものの、実用化のメトが得られていない。
一方、通常の導電材、例えば銅を用いて、いわゆる電線
として利用する以外に、プリント配線板が高効率・低コ
スト・高密度配線等の特徴を生かして電子機器を中心に
急速に需要を拡大しており、なかでもフレキシブルプリ
ント配線板は電子機器の軽薄短小化に貢献する技術とし
て大きな市場の伸びを示している。
超電導セラミックス材料を用いてフレキシブルプリント
配線板をつくろうとするとき、基板に関する2つの問題
点に直面する。1つは、製造時の高熱に耐えうる可撓性
の基板か殆んど見当らないことであり、もう1つは熱膨
張係数の小さいセラミックス材料を積層して、温度変化
をうけたときに、セラミックスのはく離、割れ、ヒビ入
すなどのトラブルのおこらない基板が見当らないことで
ある。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、超電導材料を積層したプリント配線用
基板において、上記の問題点を克服した超電導配線用基
板を提供するものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者は、上記目的に沿った超電導配線用基板を得る
べ(鋭意研究を重ねた結果、課題の達成は特定の耐熱性
芳香族重合体が高度に面配向したフィルムを用いれば可
能であることを見出し、更に研究を重ねて本発明に到達
したものである。
即ち、本発明は、 (5±10) Xl0−6mm/n+m/’C(基準値
を5とし、(基準値−10)よりも大きく、(基準値+
10)よりも小さい範囲)の熱膨張係数をもち、250
0Cにおける熱収縮率が0.3%以下、25℃における
吸湿膨張係数が30 X 10−6mm / mm /
%RH以下である耐熱性高分子フィルムの少くとも片面
に高温超電導材料を積層してなることを特徴とする超電
導配線用基板、である。
本発明の基板材料として用いられる耐熱性高分子フィル
ムとしては、例えば芳香族ポリアミド、芳香族ポリイミ
ド、芳香族ポリベンゾチアゾール等のフィルムである。
これらは、耐熱性が非常に高(、融点をもたず、また、
急激な分解のおこる温度が約500℃以上を示す。この
ような耐熱性高分子の具体例としては、 千NH−Ar、−NHCO−Ar2−CO−+十NHA
r5co+ などを挙げることができる。ここで、A r 1〜Ar
、、Ar、、Ar8、は2価の芳香族基で、パラフェニ
レン、1,4−ナフタレン、1.5−ナフタレン、2,
6ナフタレン、4,4′−ビフェニレン、4,4′ ビ
フェニルエーテル、3.4’−ビフェニルエーテル、4
.4′−ビフェニルケトン、4,4′−ビフェニルスル
ホン、およびこれらのアルキル、)10ゲン、アリル、
ニトロ、アルコキシなどで置換された2価の芳香族基を
示し、Ars、Ar6、Ar、  は4価の芳香族基で
、 およびこれらのアルキル、ハロゲン、アリル、ニトロ、
アルコキシなどでの置換体を示す。
本発明に用いられる耐熱性高分子フィルムは、熱膨張係
数が(5±10) Xl0−6mm/mm/’C(以下
単位を省略する)をもっている必要がある。熱膨張係数
の測定は、25℃〜300℃の範囲で測定する。上記の
熱膨張係数の値は、有機高分子材料としては異常に小さ
い。このような値は、前記した耐熱性高分子フィルムに
おいて、高分子を高度にフィルム面内に配向させたとき
にのみ達成させられることがわかった。高度に分子配向
させる手段は、延伸倍率を極限的に大きくする方法、剛
直高分子の自己配向性(液晶形成能)を利用する方法な
どから選ばれる。いずれにせよ、有機高分子材料として
異常に小さい熱膨張係数をもつようなフィルムを選択し
ないかぎり、高温超電導材料を該フィルムに積層したと
き、超電導材料層とフィルムとの間で、はがれ、ヒビ割
れ、などの現象がおこり、プリント配線基板としての信
頼性が保てなくなる。フィルムの熱膨張係数は、好まし
くは、(5±5) Xl0−’である。
本発明に用いる耐熱性高分子フィルムは、また、250
℃における熱収縮率が0.3%以下であることが必要で
ある。この要件のために、いわゆるスパエンプラフィル
ムのうち、融点の存在するものは、本発明に用いること
ができない。熱収縮率0.3%以下を実現するためには
、用いる耐熱性高分子フィルムの種類(化学構造)に応
じて種々の手段があるが、結晶性ポリマーフィルムにあ
っては結晶化度を出来るだけ高め、また、結晶性、非品
性を問わず、熱等による残留応力ひずみを出来るだけ小
さくすることが大切である。熱収縮率が0.3%を超え
るフィルムは、耐熱性の点で不十分で、積層時にトラブ
ルがおこってしまう。熱収縮率は、好ましくは、0.2
%以下である。
本発明に用いる耐熱性高分子フィルムは、更に、25℃
における吸湿膨張係数は30X10−’mm/mm/%
RH(以下単位を省略する)以下であるべきである。吸
湿膨張係数がこれより大きい場合、配線用基板として使
用しているときに、環境の変化によって、超電導材にス
トレスがかかって、信頼性を損なうことがあるからであ
る。吸湿膨張係数に関する上記要件の達成は、使用する
耐熱性高分子フィルムの種類によっても異なるが、例え
ば、延伸による高分子の面配向の向上、結晶性高分子に
あっては結晶化度の増大、高分子の凝集構造の緻密化な
どの手段が有用である。吸湿膨張係数は、好ましくは2
0X10−8以下である。
本発明に用いる耐熱性高分子フィルムは、好ましくは、
25℃、50%RHにおける吸湿率が3重量%以下であ
る。また、本発明に用いる耐熱性高分子フィルムは、2
5℃において、10%以上の引張伸度を有していること
が望ましく、更に、200℃において、3%以上の引張
伸度を有していることが望ましい。これらは、超電導配
線用基板の使用時の安定性、信頼性を一層向上させるの
に役立つ。
本発明に用いる高温超電導材料としては、イツトリウム
系、ランタン系、ビスマス系などのセラミックス化合物
を挙げることかできる。
好ましい具体例として、超電導化合物は次式■L a2
−xMx Cuo 4−5      (I )(式中
、MはCa、 Ba又はSrを表わし、Xは0.05と
1.1の間、特には0.2を表わす)で表わされるに2
NiF、構造を有する銅酸塩(cuprate)である
。δの値は未だ決定されていないが製造プロセスにより
定まる(Phys、Rev、Lett、、 58. P
、405〜408  (1987) )。
例としてLa1s Baa、 2 CuO<−51La
、 8Cao、 2CuO4−δ又はLa、 s Sr
o、 2 Cu04−aが挙げられる。
他の具体例として、超電導化合物は酸素が欠損しBaを
含んでいる銅ペロプスキー石(copperperov
skite)であることができ、Baは部分的にCa又
はSr及び一種もしくはそれ以上の希土類金属で置き換
わっていてよい。その希土類金属はY。
Eu、 La、 Sc及びPrからなる群より選択され
るのが好ましい(Phys、  Rev、  Lett
、、  18. P、1888〜1890(1987)
)。
これら超電導化合物は次式■ M 3 Cu 30 x           (I[
)(式中、Xは6.7ないし7.3、好ましくは6,8
5の数を表わし、そしてM3はアルカリ土類金属と希土
類金属の結合物、例えばBa2Y、 BaJu。
Ba2La、 Ba1aLa+、 2. BaCaLa
、 BaCaY、 Ba2Yo、 75Sco、 25
1 Ba2Euo、 75SCO,251BazYo、
 5Lao、 5Ba1.sro、 sY、 Ba2E
uo、 5Pro、 1. Ba2ELIo、 eYo
、 +又はBa2Euo、 75YO,25を表わす)
で表わされるものであってよい。
更に超電導化合物はBa2YCu3F20.であること
ができる(Phy5. Rev、 Lett、、 24
. P、2579〜2581、(1987))。yの値
は定義されず上記製造方法により定まる。従ってYの値
は、Tc〉155にとなるような値である。
最近になって、更に高温超電導化合物が開示されており
、例えば次のものが挙げられている。
遷移温度Tc=30にのBao、 a Ko、 48+
03(R,J、Gava et al、、 Natur
e、 332 、P、814 (1988)、遷移温度
Tc = 85 K +7) BizSr2CaCU2
0a (H,W。
Zanbergen et al、、 Nature、
 P、332,620.(1988))、遷移温度Tc
=110にのB15rCaCu20x(H,Maeda
et al、 Jap、 J、 appl、 P’hy
s、 Lett、、 27゜Nature、 332 
、 P、623.(1988)) 、遷移温度Tc11
4 K (7) B1−Al−Ca−3r−Cu−0多
相系(C,W、 Chuet al、、 Physic
al Review Letters 、  60  
(10〕P、 941 (1988) 、遷移温度Tc
=110にのTI。
Ca2Ba2Cu30X、遷移温度Tc=125にのT
12Ca2Ba2Cu30x (Supercondu
ctor Week、  2.  P、14(1988
)及び遷移温度Tc=120にのT12Ba2CaCu
203014.A、  Subramanian et
 al、、  NatureX332P、 420. 
(1988))。
次に、本発明の超電導配線用基板をつくる方法の例につ
いて述べる。ただし、本発明は以下に述べる方法に限定
されるものではない。
第1番目の方法は、「プラズマ・アシステツド・レーザ
・デポジション法」とよばれるもので、用意した超電導
材料に紫外レーザ光をあてて蒸発させ、同時に放電して
つくった酸素プラズマ中で、約400〜450℃に加熱
したフィルムに積層する方法である。ここで、当然のこ
とながら、所望する配線パターンが得られるように、基
板に必要なマスクをする等の準備が必要である。
第2番目の方法は、「超微粒子ガスデポジション法」と
呼ばれるもので、細いノズルの先から、直径約0,1ミ
クロンの超電導体セラミックス粉体を高速でフィルム基
板に吹きつけて、積層する。
この方法の場合、基板上の必要な部分にのみ、超電導材
料を堆積できるので、所望の配線パターンにつくること
かできる。
このようにして作成した超電導配線用基板は、必要なら
、本発明の基材に使用されている耐熱性高分子フィルム
等を保護用カバー材として用いることも好ましい実施態
様の1つである。
〔実施例〕
実施例1 特開昭62−116637号公報に記載された方法で、
ポリ(P−)ユニしンテレフタルアミド)からなる約4
0μm厚のフィルムをつくった。このフィルムの25℃
〜300℃の範囲で測定した熱膨張係数、250℃にお
ける熱収縮率、25℃における吸湿膨張係数は、それぞ
れ、  (5−2) Xl0−6すなわち3X10−6
.0.1%、13XIO−6であった。
なお、膨張係数は熱機械分析装置で測定した。
このフィルムを、酸素プラズマ発生用チャンバ中に保持
し、300℃で真空下に約30分保持して完全に乾燥し
、次いでチャンバー中に超電導化合物Ba2YCu30
e8sを入れ、約410℃に加熱して紫外レーザを照射
し、同時に酸素プラズマを発生させて、フィルム上に上
記化合物を堆積させた。約5分間で、超電導化合物が約
7μmの厚みでフィルム上に密に堆積した積層物が得ら
れた。
この積層物の密着強度はかなり大きく、また超電導特性
を示した。
次に、フィルムの上に、約2mm幅X S cm長(7
)長孔をもったステンレス板をおき、これでフィルムを
マスクして、上記と同じ操作を加えた。終了後マスクを
とり外したところ、マスクのない部分に約2mm幅の「
回路」が形成されていた。
実施例2 特開昭58−202583号公報に記載された方法で、
3.3’4.4’−ビフェニルテトラカルボン酸無水物
と4,4′−ジアミノジフェニルエーテルから25μm
厚のポリイミドフィルムをつくった。このフィルムは、
25℃〜300℃の範囲で測定した熱膨張係数、250
℃における熱収縮率、25℃における吸湿膨張係数は、
それぞれ、  (5+6)すなわちIIX 10−60
.06%、  9X10−’をもっていた。
このフィルム上に、超電導化合物BB125r2CaC
u20を、超微粒子ガスデポジション法で吹きつけ、接
着力の大きい超電導膜を形成させた。
この超電導層積層基板は、超電導層のはく離、割れ、ヒ
ビなどのない優れたものであった。
〔発明の効果〕
本発明の基板は、超電導層とフィルムとの寸法安定性の
差が小さいため、セラミックスのはく離、割れ、ヒビ入
すなどのトラブルのない信頼性の高い基板である。また
、フレキシビリイティをもっていて、使用しやすい。
また、超電導層を「電線」 (配線)として利用すれば
、抵抗の非常に小さい、従ってエネルギロスの極めて小
さい配線板として利用できる。
特許出願人  旭化成工業株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.(5±10)×10^−^6の熱膨張係数をもち、
    250℃における熱収縮率が0.3%以下、25℃にお
    ける吸湿膨張係数が30×10^−^6以下である耐熱
    性高分子フィルムの少くとも片面に高温超電導材料を積
    層してなることを特徴とする超電導配線用基板。
JP2165633A 1990-06-26 1990-06-26 超電導配線用基板 Pending JPH0456294A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000011066A1 (fr) * 1998-08-25 2000-03-02 Kaneka Corporation Film de polyimide et son procede de production

Cited By (2)

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WO2000011066A1 (fr) * 1998-08-25 2000-03-02 Kaneka Corporation Film de polyimide et son procede de production
US6335416B1 (en) 1998-08-25 2002-01-01 Kaneka Corporation Polyimide film and process for producing the same

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