JPS63299194A - 超電導プリント基板の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセラミックス系超電導物質により回路を形成す
るプリント基板の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

プリント基板は紙基材フェノール樹脂積層板、ガラス布
基材エポキシ樹脂積層板、ガラス布基材ポリイミド樹脂
積層板などのプラスチック基板、アルミナ、ぺＩＪ　Ｉ
Ｊア、炭化けい素、窒化アルミニウム、ステアタイト、
ガラスセラミックスなどのセラミックス基板、あるいは
アルミニウム、鉄などの金属板の表面に絶縁層を設けた
メタルペース、メタルコア基板が主に用いられている。

これらの基板上に形成される導体層としては銅、ニッケ
ル、パラジウム、そリプデン、タングステン、金、銀な
どの金属あるいは合金が用いられている。

〔発明が解決しよっとする問題点〕

ところが、最近では電子機器の高性能化の進歩が著しく
、特に部品の高密度実装を可能にするために、部品から
発生する熱をいかに放散するか、あるいは導体回路のも
つ抵抗による発熱をいかに低く押さえるかが大きな問題
となっている。また、コンピュータなどでは信号伝送の
より高速化の要求が強く、特に導体回路のもつ電気抵抗
による信号遅延の占める割合が大きい。

したがって導体層の低抵抗化への期待は非常に大きなも
のである。

このような要求に適した材料として超電導物−、。

質が考えられる。超電導物質とはある臨界温度以下にな
ると電気抵抗がゼロになる物質で、最近特にセラミック
ス系の超電導物質の開発が目ざましく、従来はランタン
−バリウム−銅酸化物、ランタン−ストロンチウム−銅
酸化物などが臨界温度３０〜４０にで液体ヘリウム（沸
点４Ｋ）、液体水素（沸点２０Ｋ）中で超電導を示すも
のとして知られている。ところが最近、イットリウム−
バリウム−銅酸化物あるいはイットリウム−ストロンチ
ウム−銅酸化物が臨界温度８０〜９０Ｋをもつことが知
られ、液体窒素（Ｓ点７７Ｋ）中で使用することができ
るため、非常に注目されている。これらの超電導物質を
プリント基板の導体回路として使用すれば、現在問題と
なっている導体層の電気抵抗による信号伝送の遅延ある
いは抵抗による発熱を解決することが可能である。

このような超電導物質を用いて基板上に導体回路を形成
する方法は、一般にはセラミックス基板の焼成前又は焼
成後にセラミックス基板表面に超電導物質粉にバインダ
ーを加えたペーストを回路パターンに印刷し、これを焼
成する方法が考えられる。しかし、このような方法には
種々の問題点がある。第一は基板としてセラミックス基
板を用いるため大型化ができない点である。これはセラ
ミックス基板がもろく、焼成時の収縮が大きいためであ
る。第二は回路の寸法精度の問題である。すなわち、焼
成工程においてセラミックス基板あるいは回路部分は収
縮する。そのために、これを考慮して回路パターンを形
成しなければならない。また、焼成時の温度、時間等の
管理も正確に行わなければならず工程が煩雑である。ま
た、焼成時の収縮により導体回路にクラック等の発生す
る恐れがあり、信頼性も問題となる。

一方、基板としてセラミックス基板ではなくプラスチッ
ク基板を用いれば基板の大型化が可能である。しかし、
プラスチック基板は耐熱性が乏しいため、セラミックス
基板のような高温での焼成工程を経ることはできない。

本発明はこれらの欠点を改良し、プラスチック基板に超
電導物質による導体回路を形成する方法を提供するもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち本発明は、セラミックス系超電導物質粉を金属
板に溶射して回路パターンを形成し、該セラミックス系
超電導物質溶射層と接するようにプリプレグを載置して
これを熱圧成形、一体化し、金属板を除去することを特
徴とするものである。

セラミックス系超電導物質粉としてはＬ　ｉ　Ｔ　ｉ　
＊　Ｏａ、Ｂａ　（Ｐｂ＊Ｂｉ）　Ｏ＠、ＰｂＭＯｌＳ
ａ、Ｌｍ＠８ａ、　ランタン−バリウム−銅酸化物、イ
ットリウム−バリウム−銅酸化物、イットリウム−スト
ロンチウム−銅酸化物などが使用できるが、中でもイッ
トリウム−バリウム−銅酸化物、またはイットリウム−
ストロンチウム−銅酸化物が臨界温度が高（（８０〜９
０Ｋ）、寒剤として安価な液体窒素を使用できるために
好適である。

セラミックス系超電導物質粉を溶射する金属板は、鉄、
銅、ニッケル、アルミニウム、ステンレスなど一般の金
属あるいは合金が使用できる。また、セラミックス系超
電導物質粉を溶射して回路パターンを形成するには被溶
射体である金属板の回路パターンを形成する部分以外の
部分にマスキングを施す必要がある。このマスキングは
アルミニウム、銅、鉄、ステンレスなどの金属板に回路
パターンと同形状の穴を設けたマスキング板を被溶射体
である金属板の表面に当接してその上から溶射する方法
、あるいは一般にプリント基板の銅箔エツチングに使用
されるドライフィルムレジスト、フォトレジストマスク
を被溶射体である金属板上に形成してその上から溶射を
行い、溶射後溶剤によりレジストを除去する方法による
ことができる。

さらに溶射したセラミックス系超電導物質層はプリプレ
グとの熱圧成形に先立ち、加熱、徐冷処理を施すとより
いっそう超電導効果を増大することができる。このとき
の加熱温度は５００°Ｃ〜１２００℃の範囲が好ましい
。加熱温度が５００℃未満では効果が少な（，１２００
℃を超えると徐冷時の収縮により溶射層と金属板の熱膨
張係数が異なるために溶射層にクラック、はがれ等の欠
陥が発生しやすくなるためである。

溶射層に接するように載置して熱圧成形、一体化するプ
リプレグはエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール
樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニル
エステル樹脂、フッ素系樹脂などの熱硬化性樹脂を紙、
ガラス繊維、ケブラー繊維、クォーツ繊維などの繊維基
材に含浸しＢステージ化したものが用いられる。

プリプレグの熱圧成形後に金属板から、表面にセラミッ
クス系超電導物質からなる回路を有するプラスチック基
板を引きはがすのは、両者の密着性の差から容易に行う
ことができる。すなわち、金属板とセラミックス系超電
導物質溶射層との密着性は溶射前の被溶射体である金属
板のプラスト処理を行わないか、又は極く軽く行う、あ
るいは離型剤を塗布しておく等により小さくすることが
できる。これに比べてセラミックス系超電導物質層とプ
ラスチックスとの密着性は、セラミックス系超電導物質
層の表面が粗面であり、そこに熱圧成形時にプリプレグ
の樹脂が流動、固化することによって接着剤として作用
し、接着面積も非常に大きなものとなり非常に高くなる
。したがって、熱圧成形後に金属板を引きはがすとセラ
ミックス系超電導物質溶射層は容易にプラスチック側へ
転写するのである。なお、金属板とプラスチックとの引
きはがしはプリプレグの載置、熱圧成形前に金属板の溶
射層側の回路を形成していない部分に離型剤を塗布して
お（ことにより容易に行うことができる。

〔作用〕

本発明のごとく、セラミックス系超電導物質による回路
をプラスチック基板に形成するに当たり、金属板にセラ
ミックス系超電導物質粉を溶射した後、これと接するよ
うにプリプレグを載置、熱圧成形後、金属板を除去する
方法によれば回路と基板の密着性にすぐれた基板を容易
に得ることができる。

つまり、プラスチック基板にセラミックス系超電導物質
による回路を形成しようとする場合、ペースト塗布法で
は焼成工程の高温にプラスチックが耐えられないため不
可能である。またＯＶＤ法、ＰＶＤ法では使用し得るセ
ラミックス系超電導物質の種類が少なく、また装置の大
きさから基板の大きさは制約を受けてしまう。

また成膜速度が遅く生産性が悪い。

このようなことがら溶射法は成膜速度が大きく生産性に
すぐれる。ところが密着性については、被溶射体がプラ
スチックの場合、セラミックスとの親和性に乏しいため
十分なものは得られない。ところが本発明のようにプラ
スチック基板に直接溶射するのではなく、まず金属板に
溶射しこれをプリプレグと接するように熱圧成形して一
体化後、金属板を除去する方法によれば次に挙げるよう
な利点がある。

第一は溶射層の表面は粗面である。また、熱圧成形時に
プリプレグの樹脂は熱と圧力で流動しなから溶射層との
接着剤の役割を果たす。また、溶射層の表面は粗面であ
るために接着画情も増大し、アンカー効果も発現する。

第二は得られた基板の表面、特にセラミックス系超電導
物質による回路の表面は最初の被溶射体である金属板の
表面を転写するため、一般の溶射法では得られない平滑
な面を得ることができる。

以上のような特長の他に溶射法を適用すれば基板の大き
さの制限なく、しかも基板として従来のガラス布基材エ
ポキシ樹脂積層板、ガラス布基材ポリイミド樹脂積層板
を使用することができるのでセラミック基板を用いる場
合のような大きさの制限がない。

なお、溶射法はガス溶射法、プラズマ溶射法、爆発溶射
法、水プラズマ溶射法、減圧プラズマ溶射法など、一般
のセラミック材料の溶射に用いられる溶射法が適用でき
る。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はアルミニウム板１の表面に回路パターン部分を
くり抜いたアルミニウム板２を当接したところを示す断
面図である。マスキング用のアルミニウム板２を当接し
たアルミニウム板１上にイットリウム−バリウム−銅酸
化物の粉末をプラズマ溶射装置を用いて溶射した。次に
マスキングに用いたアルミニウム板２を取りはずし、第
２図に示す構成で、アルミニウム板１上に形成されたイ
ットリウム−バリウム−銅酸化物の溶射層３と接するよ
うにガラス布基材エポキシ樹脂プリプレグ４を積層し、
熱圧成形、一体化する。このようにして得た成形体から
アルミニウム板１を引きはがして除去し、第３図に示す
ガラス布基材エポキシ樹脂積層板５の表面にイットリウ
ム−バリウム−銅酸化物の溶射層３からなる回路を有す
るプリント基板を得た。

このプリント基板を液体窒素中に入れたところ、イット
リウム−バリウム−銅酸化物で形成した回路は超電導性
を示した。また、回路とガラス布基材エポキシ樹脂層と
の密着性は良好であり、液体窒素に浸漬後も剥離、クラ
ック等の異常は認められなかった。

〔発明の効果〕

以上、本発明の方法によれば、従来ではセラミックス基
板上にのみ形成が可能であった超電導物質の回路を一般
に広く用いられているプラスチック基板上に形成するこ
とができ、その密着性も良好なものである。

したがって、従来に比べ生産性が良好で安価であり、基
板の大型化も容易である。このようにして得られるプリ
ント基板は信号伝送の損失が少なく、電気抵抗による回
路の発熱が極めて小さいため、高速コンピュータなどの
高速性、高密度化を要求される用途に極めて有用である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、回路パターン部分をくり抜いたマスキング板
をアルミニウム板１上に当接したところを示す断面図、
第２図はプリプレグ、溶射層、アルミニウム板１との積
層構成図、第３図は本発明により得られたプリント基板
の断面図である。 符号の説明 １・・・アルミニウム板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セラミックス系超電導物質粉を金属板に溶射して回
   路パターンを形成し、該セラミックス系超電導物質溶射
   層と接するようにプリプレグを載置してこれを熱圧成形
   一体化し、金属板を除去することによりプラスチック板
   表面にセラミックス系超電導物質溶射層を転写すること
   を特徴とする超電導プリント基板の製造方法。 ２、セラミックス系超電導物質溶射層を有する金属板を
   ５００℃〜１２００℃に加熱、徐冷処理するものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超電導プ
   リント基板の製造方法。 ３、セラミックス系超電導物質粉がイットリウム−バリ
   ウム−銅酸化物またはイットリウム−ストロンチウム−
   銅酸化物からなることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の超電導プリント基板の製造方法。