JPS63277512A - 超伝導セラミックペ−スト - Google Patents

超伝導セラミックペ−スト

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JPS63277512A
JPS63277512A JP62112550A JP11255087A JPS63277512A JP S63277512 A JPS63277512 A JP S63277512A JP 62112550 A JP62112550 A JP 62112550A JP 11255087 A JP11255087 A JP 11255087A JP S63277512 A JPS63277512 A JP S63277512A
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敬人 町
Kazunori Yamanaka
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Hirozo Yokoyama
横山　博三
Nobuo Kamehara
亀原　伸男
Koichi Niwa
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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〕 Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系、Ｌａ　−５ｒ　−Ｇｏ　−０系
あるいはＳｃ　−Ｂａ　−Ｃｕ　−０系の超電導セラミ
ックス中に金属Ｃｕ番分散させ機械的強度を増大させた
超伝導セラミックペーストを提供する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は超伝導セラミックペーストに係り、特に金属Ｃ
ｎを分散させ機械的強度を増大させた超伝導セラミック
ペーストに関するものである。
ハイブリッドＩＣや多層回路基板に用いる伝送線路は主
に金属の導体材料をバインダ、溶剤、可塑剤等からなる
ビヒクルと均一に混合されペースト状としたものを約１
０００℃前後で熱処理され形成される。このように導体
ペーストは伝送線路となるので電気抵抗が低いことが要
求されている。
〔従来の技術と問題点〕
従来上記導体ペーストの導体材料として電気抵抗が低い
Ａｎ　　（固有抵抗２．３μΩ・ｅｌｌ）　、Ｃｕ（固
有抵抗１．７μΩ・Ｃ１１）あるいはマイグレーション
を抑制したＡｇ−Ｐｄ、等が用いられていた。しかしな
がら導体ペースト用としてより電気抵抗の低い導体の使
用が望まれていた。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点は本発明によれば超伝導セラミックスに銅粉
末を分散させたことを特徴とする超伝導セラミックペー
ストによって解決される。
すなわち本発明では回路基板の伝送線路（配線）材料と
して超伝導セラミックスを用いる。この超伝導セラミッ
クスは焼成後の最終組成はイツトリウム（Ｙ）−バリウ
ム（Ｂａ）−＃ｉ　（Ｃｕ）−〇系、ランタン（Ｌａ）
−ストロンチウム（Ｓｒ）−ｗ４（ｃｕ）−ｏ系、スカ
ンジウム（Ｓｃ）−バリウム（Ｂａ）−銅（Ｃｕ）−〇
系等の液体窒素温度（７７Ｋ）以上で超伝導現象を示す
もので、一般式はＸｏ、ｂ　Ｙ（＋、４　ＺＯｔｘ　　
（この式で３≦α≦４）（Ｘｏ、ａ　Ｙｏ、ｈ　）ｚＺ
ｏ（ｙ　　（この式で３≦α、！ｉ：４）で表わされ、 Ｘ元素としてはＢ　ａ　Ｉ　Ｃａ　＋　Ｓ　ｒ　＋　Ｍ
ｇのうちの１種類の元素、あるいはＢａ６．ｈＣａｏ、
ａ等のそれらの中の２種類以上の元素が互いに固溶して
いてもよい。
Ｙ元素としてはＳｃ＋　Ｙ　＊　Ｌａ、　Ｃｅ、　Ｐｒ
＋　Ｎｄ、　Ｓｍ＋Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、ＬｕまたはＹｏ、ｈＬａｏｌ等のそれ
らの中の２種類以上の元素が互いに固溶していてもよい
。
更にＺ元素としてはＣｕ　＊　Ａ　ｇ　＋　Ａ　ｎある
いはＣｕ、、。
Ａｇｏ、４等のそれらの中の２種類以上の元素が互いに
固溶していてもよい。αの範囲は超伝導を示すために必
要となる。
上記組成の超伝導セラミック材料は８００〜１０００℃
の温度範囲で焼結する。
超伝導セラミックスを形成する前、いわゆる焼結前のペ
ースト組成としては上記超伝導セラミック材料組成で ＸについてＢａｔ　Ｃａ、　Ｓｒ　％又はＭｇの酸化物
、炭酸塩又は硝酸塩を０．６モル％、又はそれらの２種
類以上の組合せ例えばＢａＯ０，ａ６ｃａＯｏ、　２い
あるいはＢａＯ＊、ｓｉ　Ｃａ０ｏ１ｏ　ＭｇＯＯ，１
４等を番傘モ士蕎班用い、 ＹについてＳｃ、　ｙ　、　Ｌａ＋　Ｃｅ、　Ｐｒ＋　
Ｎｄ、　Ｓ＋ｗ＋　Ｅｕ＋Ｇｄ、　Ｔｂｌ　ＤＹ＋　Ｈ
ｏｔ　Ｅｒ＋　Ｔｍ、　ｙｂ又はＬｕの酸化物、炭酸塩
又は硝酸塩を０．２モル％、又はそれらの中の２種類以
上の組合せ例えばｖｔｏｓ。、＋５Ｌａｔｏｓ。、。Ｓ
等を用い、 ２についてＣｕ、Ａｇ又はＡｎの酸化物、炭酸塩又は硝
酸塩を１モル％又はそれらの中の２種類板゛上の組合せ
例えばＣｕ０ｏ、ａ　Ａｇ０ｅ、ｎ等を用いることがで
きる。
本発明に係る超伝導セラミックペーストは上記非金属無
機成分に金属銅（Ｃｕ）及び公知のバインダ、可塑剤、
及び高沸点溶剤を添加して構成されるンそれら成分の好
ましい組成範囲は、非金属無機材料粉末は５０〜８０重
量％、より好ましくは７０重量％、金属Ｃｕ粉末は５〜
２０重量％、より好ましくは１０重量％、エチルセルロ
ース、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）アクリル樹脂等
のバインダは０．５〜５重量％、より好ましくは１重量
％、テルピネオール等の高沸点溶剤は５〜２０重量、よ
り好ましくは１０重量％、ジブチルフタレート（ＤＢＰ
）等の可塑剤は４〜２０重量％、より好ましくは９重量
％である。
〔作　用〕
本発明によれば従来の導体ペーストにおける導体部を超
伝導セラミックスと金属銅粉末としているので電気抵抗
を低下させた導体ペーストが得られる。
〔実施例〕
以下本発明の詳細な説明する。
まず酸化バリウム（Ｂａｄ）粉末４２．５ｇ、酸化イツ
トリウム（ｙｚｏｉ）粉末２０．８ｇ及び酸化銅（Ｃｕ
ｂ）粉末３６．７　ｇを非金属無機材料粉末として調合
し、更に金属銅粉末７ｇ及びメチルエチルケトン（ＭＥ
Ｋ）１００ｇを添加、調合する。
この際Ｂａ０−ＹｔＯ＋　　ＣｕＯ粉末を混合、圧粉し
、予め８００〜１０００℃の温度で熱処理して超伝導性
を有する粉末を用いてもよい。
上記のＭＥＫを添加、調合した材料をボールミルで５０
時間混合する０次にこの混合物にバインダとしてエチル
セルロース０．９ｇ、高沸点溶剤としてテルピネオール
２．５ｇ、可塑剤としてジブチルフタレー）　２．６　
ｇを添加し、第一次混練としてらいかい機中で１０時間
混合する。次に三本ロールミルによりこのペースト状の
ものを４５回通しペーストとする。この時の粘時は２０
００　Ｐであった。
次にこのペーストをアルミナ基板上に３００メツシユの
スクリーンを印刷し線路（配線）を形成する。
これを窒素あるいはアルゴン等の不活性ガス雰囲気中９
００℃の温度で６時間焼成し導体化した。
この導体は第１図に示すように７７Ｋにおいて電気抵抗
値が零となった。
なお本発明は、下記（１）式 ％式％（１） ： で示される超伝導セラミックスについて適用され得るも
のである。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば回路基板の配線材を
液体窒素温度以上で電気抵抗零とすることが可能となる
。また超伝導セラミック組成物中に銅が分散しているの
で機械的強度、特に靭性に優れた線路が形成され、断線
の可能性を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る一実施例の超伝導セラミックス配
線の電気抵抗温度依存性を示す図である。 手続補正書（自発） 昭和６３年８月ノ０日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、事件の表示 昭和６２年特許願第１１２５５０号 ２、発明の名称 超伝導セラミックペースト ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番１０号５、
補正の対象 明細書（全文） ６、補正の内容 別紙の通り ７、添付書類の目録 全文補正明細書　　　　　　　　　　１通全文補正明細
書 １０発明の名称 超伝導セラミックペースト ２、特許請求の範囲 １≦ｂ≦２． １≦Ｃ≦２、 ｍ−１３」ごじＬ工 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は超伝導セラミックペーストに係り、特にＹ　−
Ｂａ−Ｃｕ−０系、Ｌａ−５ｒ−Ｃｕ−０系、あるいは
５ｃ−Ｂａ−Ｃｕ−０系等の高温Ｔｃ超伝導セラミック
スにおいて金属Ｃｕを混合してペーストの性能を向上さ
せた超伝導セラミックペーストに関するものである。 ハイブリッドＩＣや多層回路基板に用いる伝送線路は主
に金属の導体材料をバインダ、溶剤、可塑剤等からなる
ビヒクルと均一に混合されペースト状としたものを約１
０００℃前後で熱処理され形成される。このように導体
ペーストは伝送線路となるので電気抵抗が低いことが要
求されている。 〔従来の技術〕 従来上記導体ペーストの導体材料として電気抵抗が低い
Ａｕ（固有抵抗２．３μΩ・ｃｌＩ）、ｃｕ（固有抵抗
１．７μΩ・ｅｌｍ）あるいはマイグレーションを抑制
したＡｇ　−Ｐｄ　、等が用いられていた。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上記の導体材料でもなお電気抵抗が高い
ので、より電気抵抗の低い導体の使用が望まれていた。 そこで、本発明は超伝導材料を半導体装置や回路基板に
適用することによって、電気抵抗の低い導体材料を提供
しようとするものである。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、この目的を達成するために、高温超伝導セラ
ミックス粉末を用いた超伝導セラミックペーストに金属
銅粉末を添加したことを特徴とする超伝導セラミックペ
ーストを提供するものである。 すなわち、本発明では回路基板の伝送線路（配線）等の
導体材料として超伝導セラミックスを用いることを可能
にするための高温Ｔｃ超伝導セラミック形成用ペースト
を提供する。 高温Ｔｃ超伝導セラミックとは、最近開発された液体窒
素温度＜７７Ｋ）以上の温度で超伝導現象を示すことが
できる主として複合酸化物系セラミックスのことであり
、代表的には下記式で表わされるものがある。 （ＣＭ”０）−（Ｍ”ｚＯｓＬ−−）　ｂ　（ＣｕＯ）
ｃ（０）ａここで、Ｍｆｆ：　Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ
のうちの少なくとも１種、 Ｍ”　：　Ｙ　＊　Ｓｃ　＋　Ｌａ　＋　Ｃｅ　、Ｐｒ
　ｒ　Ｎｄ　ｒ　Ｓｔａ＋　Ｅｕ。 Ｇｄ　、　Ｔｂ　、　Ｈｏ　、　Ｅｒ　、　Ｔｍ　、　
Ｙｂ　、　Ｌｕのうちの少なくとも１種、 ０、５≧ａ≦０．９． １≦ｂ≦２． １≦Ｃ≦２、 −１＜ｄ＜２゜ そのほか、ビスマス系、タリウム系の高温ＴＣ超伝導セ
ラミックが見い出されているが、それらにも本発明は適
用可能である。 このような高温Ｔｃ超伝導セラミックペーストは、高温
超伝導セラミックス粉末と、その超伝導セラミック粉末
を分散させ、ペーストとしての適当な取扱い性を付与す
るための分散媒とからなる。 高温超伝導セラミックス粉末は、成分金属の酸化物、炭
酸塩、硝酸塩、水酸化物又は金属単体からなる出発混合
粉末を酸素含を雰囲気中８００〜１０００℃程度で焼成
し、必要に応じて酸素雰囲気中でアニールして高温超伝
導セラミックスのバルクを得、これを粉砕して作製する
ことができる。超伝導セラミックス粉末はペースト中好
ましくは６７９０ｗ　ｔ％、より好ましくは８０−ｔ％
の量で用いられる。 分散媒はバインダ、可塑剤、溶剤（高沸点溶剤）等によ
って構成される。バインダとしてはエチルセルロース、
ポリビニルブチラール、アクリル樹脂等からなり、ペー
スト中に好ましくは０．５〜５ｗｔ％、より好ましくは
１ｗｔ％の量で用いられる゛。 可塑剤はジブチルフタレートなどからムリ、好ましくは
４〜２０ｗｔ％、より好ましくは９ｗｔ％の量で用いら
れる。高沸点溶剤はテルピネナールなどからなり、好ま
しくは５〜２０ｗｔ％、より好ましくは１０ｗＬ％の量
で用いる。その他の添加剤（界面活性剤、チタン又はシ
ランカップリング剤、など）を必要に応じて添加しても
よいことはもちろんである。 本発明の超伝導セラミックペーストの最大の特徴は、ペ
ースト中に超伝導セラミック粉末に加えて金属銅を添加
することである。金属銅の添加量は超伝導セラミック１
００重量部に対して２〜１５、好ましくは５〜ＩＯ重量
部とする。添加量が少ないと効果がなく、多すぎると焼
成後の超伝導セラミックスの特性を低下させるおそれが
あるからである。金属銅は延性に優れているためにペー
ストの印刷適性を顕著に改良し、得られる超伝導パター
ンを鮮明にする効果を有する。 本発明の高温超伝導セラミックペーストはスクリーン印
刷法などの公知の方法で基板又はグリーンシート上に適
用後、酸素含有雰囲気中で８００〜１０００℃で焼成し
、必要に応じて酸素雰囲気中でアニールすることによっ
て超伝導セラミックとなる。 〔作　用〕 本発明によれば従来の導体ペーストにおける導体部を超
伝導セラミックスとしているので電気抵抗を低下させた
導体ペーストが得られ、かつペースト中に金属銅を用い
たことによってペーストの印刷適正、パターン形成性が
改良される。金属銅は焼成時に酸化され、焼成超伝導セ
ラミックス中に残るが、その量は微量なので超伝導性に
は影響しない。 〔実施例〕 以下に本発明の詳細な説明する。 まず酸化バリウム（Ｂａｄ）粉末４２．５　ｇ　、酸化
イツトリウム（Ｙｚ０３）粉末２０．８ｇ及び酸化ｆＩ
（ＣｕＯ）粉末３６．７　ｇを混合、圧粉し、予め酸素
含有雰囲気中で８００〜１０００℃の温度で熱処理して
超伝導セラミックスを作製し、これを圧粉して超伝導セ
ラミックス粉末とした。 この超伝導セラミックス粉末に金属銅粉末７ｇ、メチル
エチルケトン１００ｇを添加、調合し、この材料をボー
ルミルで５０時間混合した。それからこの混合物にバイ
ンダとしてエチルセルロース０．９ｇ、高沸点溶剤とし
てテルピネオール２．５ｇ、可塑剤としてジブチルフタ
レー）　２．６　ｇを添加し、第一次混練としてらいか
い機中で１０時間混合した。次に三本ロールミルにより
このペースト状のものを４５回通しペーストとした。こ
の時の粘時は２０００　Ｐであった。 それから、このペーストを高純度アルミナ基板（９９，
７％Ａ６！０３、残部ＭｇＯ及びＣｒｔ０３：特公昭５
５−１１４８３号公報参照）上に３００メツシユのスク
リーンを用いて配線パターンを印刷した。 これを大気中（酸素雰囲気又は酸素と不活性ガスの混合
ガス雰囲気中でもよい）で９００℃、６時間焼成した。 得られた配線パターンの電気抵抗を調べたところ、第１
図に示す如く、７７Ｋにおいて超伝導現象を示すことが
確認された。 比較のために、上記と同様にして、但し、ペースト中に
金属銅粉末を含まないペーストを用いて配線パターンを
作製した。この配線パターンも７７にで超伝導を示した
が、パターンには明らかな乱れ（変形）があり、金属銅
を含むペーストの効果が認められた。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば回路基板の配線材を
液体窒素温度以上で電気抵抗零とすることが可能となる
。また超伝導セラミック組成物中に銅が分散しているの
でペーストの印刷特性が改良され、きれいな超伝導セラ
ミックスパターンが得られ、またそのパターンが幅が小
さくても断線の可能性を防止することができる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明に係る一実施例の超伝導セラミックス配
線の電気抵抗温度依存性を示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、超伝導セラミックスに銅粉末を分散させたことを特
    徴とする超伝導セラミックペースト。 ２、前記超伝導セラミック材料組成が次に示す一般式 Ｘ＿０＿．＿６Ｙ＿０＿．＿４ＺＯ＿αまたは（Ｘ＿０
    ＿．＿４Ｙ＿０＿．＿６）＿２ＺＯ＿αで表わされ、こ
    こで、３≦α≦４、 Ｘ：Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｇ、 Ｙ：Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、
    Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、及
    びＺ：Ｃｕ、Ａｇ、Ａｎ、であり、 各Ｘ、Ｙ、及びＺ群のそれぞれ一種類の元素又は二種類
    以上の元素もしくは化合物が互いに固溶状態にある場合
    を含んで選択された化合物の酸化物からなることを特徴
    とする特許請求の範囲第１項記載の超伝導セラミックペ
    ースト。
JP62112550A 1987-05-08 1987-05-11 超伝導セラミックペースト Expired - Lifetime JP2748931B2 (ja)

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CN91101166A CN1059349A (zh) 1987-05-08 1991-02-23 一种用于形成超导陶瓷薄膜的涂料
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