JP2970838B2 - Polyimide substrate for superconducting materials - Google Patents
Polyimide substrate for superconducting materialsInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、超電導性材料の
ポリイミド基板に係わり、詳しくは3,3’,4,4’
−ビフェニルテトラカルボン酸成分とp−フェニレンジ
アミン成分とをポリマ−の必須の構成成分として含む超
電導性材料用のポリイミド基板に係わるものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polyimide substrate made of a superconductive material, and more particularly, to 3,3 ', 4,4'.
- Ultra comprising as essential components of - a biphenyl tetracarboxylic acid component and p- phenylenediamine component polymer
The present invention relates to a polyimide substrate for a conductive material.
【0002】この発明の超電導性材料用のポリイミド基
板は、超電導性材料を作製するための高温での種々の成
形条件において、また過酷な使用条件においても良好な
導電性を保証する基板として好適に使用可能なものであ
る。The polyimide substrate for a superconducting material of the present invention is preferably used as a substrate for ensuring good conductivity under various molding conditions at a high temperature for producing a superconducting material and under severe use conditions. It can be used.
【0003】この発明において、超電導材料とは、ポリ
イミド基板に金属薄層および高温超電導セラミックス層
を順次積層されている、高温超電導セラミックス積層ポ
リイミド材料を意味する。 [0003] In the present invention, the superconducting material, poly
Thin metal layer and high-temperature superconducting ceramic layer on imide substrate
High-temperature superconducting ceramic laminate
Means polyimide material.
【0004】[0004]
【従来の技術】従来、超電導性材料用の耐熱性基板とし
て、セラミックス系無機材料からなる基板(支持体)が
知られており、ZrO、MgO、Al2 O3 、SrTi
O3 などのセラミックス系の板状体が用いられており、
これらのセラミックス系無機材料からなる基板は、比較
的重く、また、剛直であったり、充分な強度を有してい
なかったりするものであった。 2. Description of the Related Art Conventionally, a substrate (support) made of a ceramic-based inorganic material has been known as a heat-resistant substrate for a superconducting material. ZrO, MgO, Al 2 O 3 , SrTi
A ceramic plate such as O 3 is used.
Substrates made of these ceramic-based inorganic materials are relatively heavy, rigid, and do not have sufficient strength.
【0005】特に、上記セラミックス系無機材料からな
る基板は、その軽量化、薄膜化を行おうとする場合に
は、その薄膜化によって基板自体の機械的強度が著しく
低下するという問題点があった。In particular, when the substrate made of the above-mentioned ceramic-based inorganic material is to be reduced in weight and thickness, there is a problem that the mechanical strength of the substrate itself is significantly reduced due to the reduction in thickness.
【0006】つまり、公知の種々の基板では、耐熱性と
ともに柔軟でしかも軽量であって、高い強度を有する超
電導性材料が、容易に製造できなかったのである。[0006] That is, the various known substrate, be flexible, yet lightweight with heat resistance, ultra has high strength
Conductive materials could not be easily manufactured.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】この技術分野において
は、超電導性材料を製造する基板として、上記の公知技
術が有していた問題点がなく、しかも成形性が良好であ
って、かつ、超電導性材料を作製するための高温におい
て、充分な耐熱性、機械的強度を有し、安定性を有して
いるとともに、高温および低温での過酷な使用条件にお
いても充分な耐久性を有する、柔軟で軽量な基板が期待
されていた。この発明の目的は、高温での種々の成形条
件において、また過酷な使用条件においても良好な導電
性を与える基板を提供することである。In this technical field, a substrate for producing a superconducting material does not have the problems of the above-mentioned known technology, has good moldability, and has a superconductivity. It has sufficient heat resistance, mechanical strength, and stability at high temperatures to produce functional materials, and has sufficient durability under severe conditions at high and low temperatures. A lightweight substrate was expected. An object of the present invention is to provide a substrate that provides good conductivity under various molding conditions at high temperatures and under severe use conditions.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
超電導材料に使用される厚さ約50μmのポリイミド基
板であって、ポリイミドが3,3’,4,4’−ビフェ
ニルテトラカルボン酸あるいはその酸二無水物単独、ま
たは3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸
あるいはその酸二無水物とピロメリット酸あるいはその
酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸あるいはその酸二無水物、3,3’,4,
4’−ジフェニルエ−テルテトラカルボン酸あるいはそ
の酸二無水物との混合系から選ばれる芳香族テトラカル
ボン酸成分とp−フェニレンジアミン単独、またはp−
フェニレンジアミンとジアミノジフェニルエ−テル、ジ
アミノジフェニルメタン、または2,2−ビス(アミノ
フェニル)プロパンとの混合系から選ばれる芳香族ジア
ミンとから重合およびイミド化によって得られる芳香族
ポリイミドであり、下記(1)、(2)および(3)の
条件 (1)ヘリウムガス雰囲気中に、550℃で60分間放
置した際の熱重量減少率が5重量%以下であり、 (2)30−300℃の線膨張係数が0.4×10-5−
2.0×10-5cm/cm/℃であり、 (3)液体窒素中の低温での引張り強度が20−60k
g/mm2 である。を満足し、該基板に金属薄層および
高温超電導セラミックス層が積層される超電導材料用の
ポリイミド基板に関する。That is, the present invention provides:
A polyimide substrate having a thickness of about 50 μm used for a superconducting material, wherein the polyimide is 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid or its acid dianhydride alone or 3,3 ′, 4,4 '-Biphenyltetracarboxylic acid or its acid dianhydride and pyromellitic acid or its acid dianhydride, 3,3', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid or its acid dianhydride, 3,3 ', 4 ,
An aromatic tetracarboxylic acid component selected from a mixed system of 4'-diphenylethertetracarboxylic acid or an acid dianhydride and p-phenylenediamine alone or p-phenylenediamine
An aromatic polyimide obtained by polymerization and imidization from an aromatic diamine selected from a mixture of phenylenediamine and diaminodiphenyl ether, diaminodiphenylmethane, or 2,2-bis (aminophenyl) propane, (1) Conditions of (2) and (3) (1) The thermogravimetric loss rate when left at 550 ° C. for 60 minutes in a helium gas atmosphere is 5% by weight or less, and (2) 30-300 ° C. The coefficient of linear expansion is 0.4 × 10 −5 −
2.0 × 10 −5 cm / cm / ° C. (3) Low temperature tensile strength in liquid nitrogen of 20-60 k
g / mm 2 . And a metal thin layer and
The present invention relates to a polyimide substrate for a superconducting material on which a high-temperature superconducting ceramic layer is laminated .
【0009】この発明におけるポリイミド基板は、厚さ
約50μmであって、3,3’,4,4’−ビフェニル
テトラカルボン酸あるいはその酸二無水物単独、または
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸ある
いはその酸二無水物とピロメリット酸あるいはその酸二
無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸あるいはその酸二無水物、3,3’,4,4’
−ジフェニルエ−テルテトラカルボン酸あるいはその酸
二無水物との混合系から選ばれる芳香族テトラカルボン
酸成分とp−フェニレンジアミン単独、またはp−フェ
ニレンジアミンとジアミノジフェニルエ−テル、ジアミ
ノジフェニルメタン、または2,2−ビス(アミノフェ
ニル)プロパンとの混合系から選ばれる芳香族ジアミン
とから重合およびイミド化によって得られる芳香族ポリ
イミドであり前記の(1)−(3)の条件を満足し、通
常フィルム状のものである。この発明においては、前記
の厚さ約50μmのポリイミド基板によって、(1)−
(3)の条件と組み合わせることによって、安定性を実
現できるのである。 The polyimide substrate of the present invention has a thickness of
About 50 μm, comprising 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid or its acid dianhydride alone, or 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid or its acid dianhydride Pyromellitic acid or its acid dianhydride, 3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid or its acid dianhydride, 3,3', 4,4 '
An aromatic tetracarboxylic acid component selected from a mixed system of -diphenyl ether tetracarboxylic acid or an acid dianhydride and p-phenylenediamine alone, or p-phenylenediamine and diaminodiphenyl ether, diaminodiphenylmethane, or An aromatic polyimide obtained by polymerization and imidization from an aromatic diamine selected from a mixed system with 2,2-bis (aminophenyl) propane, which satisfies the above conditions (1) to (3) and usually It is in the form of a film. In the present invention,
(1)-
By combining with the condition of (3), stability is realized.
It can be manifested.
【0010】前記の芳香族ポリイミドフィルムは、好適
には、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン
酸あるいはその酸二無水物を50モル%以上、特に60
−100モル%含有する芳香族テトラカルボン酸成分
と、p−フェニレンジアミンを50モル%以上、特に好
ましくは60〜100モル%およびジアミノジフェニル
エ−テル、ジアミノジフェニルメタン、または2,2−
ビス(アミノフェニル)プロパン50モル%以下、特に
0〜40モル%を含有する芳香族ジアミン成分とから得
られる。The aromatic polyimide film preferably contains 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid or its acid dianhydride in an amount of 50 mol% or more, particularly 60 mol% or more.
-100 mol% of an aromatic tetracarboxylic acid component and 50 mol% or more, particularly preferably 60 to 100 mol%, of p-phenylenediamine and diaminodiphenyl ether, diaminodiphenylmethane, or 2,2-
Bis (aminophenyl) propane is obtained from an aromatic diamine component containing 50 mol% or less, particularly 0 to 40 mol%.
【0011】この発明のポリイミド基板は、好適には、
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物単独、または3,3’,4,4’−ビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物とピロメリット酸二無水物、3,
3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無
水物、または3,3’,4,4’−ジフェニル−テルテ
トラカルボン酸二無水物との混合系から選ばれる芳香族
テトラカルボン酸二無水物とp−フェニレンジアミン単
独、またはp−フェニレンジアミンとジアミノジフェニ
ルエ−テル、ジアミノジフェニルメタン、または2,2
−ビス(アミノフェニル)プロパンとの混合系から選ば
れる芳香族ジアミン成分とを有機極性溶媒中で重合する
ことによって得られる高分子量、例えば対数粘度が3.
5以上の高分子量の芳香族ポリアミック酸の溶液を支持
体に流延して、その溶液の薄膜状体を形成し、次いで溶
媒を除々に蒸発乾燥して溶媒が約15重量%程度含有さ
れる固化膜を形成し、固体膜を支持体から剥離して、2
00℃〜最高加熱温度(例えば450℃)まで段階的に
高温まで加熱して乾燥およびイミド化を行うことによっ
て得ることができる。The polyimide substrate of the present invention is preferably
3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride alone or 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and pyromellitic dianhydride;
Aromatic tetracarboxylic dianhydride selected from 3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride or a mixed system with 3,3', 4,4'-diphenyl-tertetracarboxylic dianhydride And p-phenylenediamine alone, or p-phenylenediamine and diaminodiphenyl ether, diaminodiphenylmethane, or 2,2
A high molecular weight, for example, a logarithmic viscosity, obtained by polymerizing an aromatic diamine component selected from a mixed system with -bis (aminophenyl) propane in an organic polar solvent;
A solution of an aromatic polyamic acid having a molecular weight of 5 or more is cast on a support to form a thin film of the solution, and then the solvent is gradually evaporated to dryness to contain about 15% by weight of the solvent. A solidified film is formed, the solid film is peeled from the support, and 2
It can be obtained by heating to a high temperature stepwise from 00 ° C. to a maximum heating temperature (for example, 450 ° C.) to perform drying and imidization.
【0012】この発明のポリイミド基板は、ヘリウムガ
ス雰囲気中に、550℃で60分間放置した際の熱重量
減少率が5重量%以下であり、30〜300℃の線膨張
係数が0.4×10-5〜2.0×10-5cm/cm/℃
であり、液体窒素中での引張り強度が20〜60kg/
mm2 程度であることが必要であり、これによって、導
電層を形成する場合の積層工程で必要な基板の加熱に耐
えられ、しかもこの加熱処理によっても導電層との一体
BR>の積層体である導電性材料を形成することができ
る。ポリイミド基板の熱重量減少率、線膨張係数、低温
での強度が前記範囲外であると導電材料の作製時あるい
は使用時の導電性破壊の原因となり、また基板の製造自
体が困難である。The polyimide substrate of the present invention has a thermal weight loss rate of 5% by weight or less when left at 550 ° C. for 60 minutes in a helium gas atmosphere, and has a linear expansion coefficient of 0.4 × 30 to 300 ° C. 10 −5 to 2.0 × 10 −5 cm / cm / ° C.
And a tensile strength in liquid nitrogen of 20 to 60 kg /
must be a mm 2 approximately, thereby withstand heating of the substrate required for stacking step in the case of forming the conductive layer, moreover integral with the conductive layer by the heat treatment
It is possible to form a conductive material that is a laminate of BR>. When the thermal weight loss rate, the coefficient of linear expansion, and the strength at low temperature of the polyimide substrate are out of the above-mentioned ranges, the substrate may be damaged during the production or use of the conductive material, and the production of the substrate itself is difficult.
【0013】この発明のポリイミド基板から超電導材料
を形成する方法としては、例えば、ポリイミド基板に直
接金属、次いで酸化物系の高温超電導セラミック、例え
ば、Y−Ba−Cu−O系高温超電導セラミック等を真
空蒸着、スパッタリング等の物理化学的な方法で行うこ
とができる。前記の真空蒸着法においては、蒸着基板の
温度は200−600℃、蒸着された薄膜層の厚みは2
00−20000Å程度が好ましい。スパッタリング法
においては、基板温度は200−450℃、形成された
金属薄膜層の厚みは200−20000Å程度が好まし
い。前記の真空蒸着法およびスパッタリング法におい
て、金属薄膜の結晶配向性を高めるために、アニ−リン
グを約400−650℃で行うことが好ましい。勿論、
これらの方法に限定されることなく、この発明のポリイ
ミド基板を使用すれば、作製時の高温加熱(高温への昇
温、高温からの冷却も含む。)において問題が発生せず
良好な導電材料を得ることができる。As a method of forming a superconducting material from a polyimide substrate according to the present invention, for example, a metal is directly formed on a polyimide substrate and then an oxide-based high-temperature superconducting ceramic, for example.
For example, a Y-Ba-Cu-O-based high-temperature superconducting ceramic or the like can be formed by a physicochemical method such as vacuum evaporation and sputtering. In the above-described vacuum deposition method, the temperature of the deposition substrate is 200 to 600 ° C., and the thickness of the deposited thin film layer is 2
It is preferably about 00-20000 °. In the sputtering method, the substrate temperature is preferably 200 to 450 ° C., and the thickness of the formed metal thin film layer is preferably about 200 to 20000 °. In the vacuum deposition method and the sputtering method, annealing is preferably performed at about 400 to 650 ° C. in order to increase the crystal orientation of the metal thin film. Of course,
Without being limited to these methods, if the polyimide substrate of the present invention is used, a good conductive material can be obtained without causing any problem in high-temperature heating (including heating to a high temperature and cooling from a high temperature) during production. Can be obtained.
【0014】[0014]
【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、この発明を
説明する。The present invention will be described below with reference to examples and comparative examples.
【0015】実施例1 3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物およびパラフェニレンジアミンを等モル使用して、
N−メチル−2−ピロリドン中、30℃で、2時間、重
合して、対数粘度(濃度:0.5g/100ml、溶
媒:N−メチル−2−ピロリドン、測定温度:30℃)
3.5の芳香族ポリアミック酸を生成させた。その重合
液は、ポリマ−濃度が約25重量%であり、100℃の
溶液粘度が約3000ポアズであった。Example 1 Using 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and paraphenylenediamine in equimolar amounts,
Polymerization in N-methyl-2-pyrrolidone at 30 ° C. for 2 hours, and logarithmic viscosity (concentration: 0.5 g / 100 ml, solvent: N-methyl-2-pyrrolidone, measuring temperature: 30 ° C.)
An aromatic polyamic acid of 3.5 was produced. The polymerization solution had a polymer concentration of about 25% by weight and a solution viscosity at 100 ° C. of about 3000 poise.
【0016】そのポリアミック酸溶液を使用して、溶液
流延法(製膜温度:90℃)で、支持体上に前記の溶液
の薄膜を形成し、約110℃の温度で溶媒を除々に蒸発
して除去して、溶媒が約15重量%含有されている芳香
族ポリアミック酸の固化膜を形成し、その固化膜を支持
体から剥離して、約200℃の温度で30分間、約30
0℃で15分間、約450℃で15分間加熱して、イミ
ド化をおこなって、厚み50μmのポリイミド基板を形
成した。Using the polyamic acid solution, a thin film of the above solution is formed on a support by a solution casting method (film forming temperature: 90 ° C.), and the solvent is gradually evaporated at a temperature of about 110 ° C. To form a solidified film of an aromatic polyamic acid containing about 15% by weight of a solvent. The solidified film is peeled off from the support, and is cured at a temperature of about 200 ° C. for about 30 minutes for about 30 minutes.
By heating at 0 ° C. for 15 minutes and at about 450 ° C. for 15 minutes, imidization was performed to form a 50 μm thick polyimide substrate.
【0017】前記の芳香族ポリイミドフィルムは、以下
の各物性値を有していた。 引張強度(30℃) :45kg/mm2 引張強度(液体窒素中) :52kg/mm2 破断点伸び率 :34% 引張弾性率 :843kg/mm2 端裂抵抗(JIS C2318) :51kg/20mm 耐屈曲回数MIT :1万回以上 ガラス転移温度 :500℃以上 加熱収縮率 :0.46% 線膨張係数(cm/cm/℃) :1.1×10-5 (30−300℃) 吸水率 :1.1重量% 熱重量減少率 :2.6重量% (550℃ 60分 ヘリウム中)The above-mentioned aromatic polyimide film had the following physical properties. Tensile strength (30 ° C.): 45 kg / mm 2 Tensile strength (in liquid nitrogen): 52 kg / mm 2 Elongation at break: 34% Tensile modulus: 843 kg / mm 2 End crack resistance (JIS C2318) : 51 kg / 20 mm Bending resistance Number of times MIT: 10,000 or more Glass transition temperature: 500 ° C. or more Heat shrinkage: 0.46% Linear expansion coefficient (cm / cm / ° C.): 1.1 × 10 −5 (30-300 ° C.) Water absorption: 1 0.1% by weight Thermal weight loss rate: 2.6% by weight (550 ° C. for 60 minutes in helium)
【0018】(評価実験1)Cuの金属タ−ゲットおよ
び前記ポリイミド基板を使用して、下記のスパッタリン
グ法で、前記フィルム基板上に銅の薄膜を形成した。ス
パッタリング装置としてはマグネトロン式高周波二極ス
パッタリング装置を用いた。前記フィルム基板を基板電
極上に固定した後、真空槽内を1×10-4pa以下に排
気し、前記基板を1時間300℃に加熱し、脱ガス処理
を行った。純度99.999%のアルゴンガスを導入シ
テ系内を0.5paとしてスパッタリングを行った。基
板温度200℃に加熱した。厚み約3000Åの銅の薄
膜が形成された。(Evaluation Experiment 1) Using a Cu metal target and the polyimide substrate, a copper thin film was formed on the film substrate by the following sputtering method. As the sputtering device, a magnetron type high frequency bipolar sputtering device was used. After fixing the film substrate on the substrate electrode, the inside of the vacuum chamber was evacuated to 1 × 10 −4 pa or less, the substrate was heated to 300 ° C. for 1 hour, and degassing was performed. Sputtering was performed by introducing argon gas having a purity of 99.999% to the inside of the shite system at 0.5 pa. The substrate was heated to 200 ° C. A thin film of copper having a thickness of about 3000 ° was formed.
【0019】次に、前記のCu積層ポリイミド基板にマ
グネトロン式高周波二極スパッタリング装置を用いて、
下記のスパッタリング法でY−Ba−Cu−O系高温超
電導セラミックス膜を形成した。アルゴンと酸素との組
成比(O2 /Ar+O2 =0.5)、1Pa、基板温度
550℃、形成速度5Å/秒、形成膜厚3000Åの条
件で高温超電導セラミックス積層膜を形成した。タ−ゲ
ットとしては、Y0.23Ba0.45CuO3-x の組成物を用
いた。得られた高温超電導セラミックス積層ポリイミド
膜の臨界温度は、80Kであった。Next, a magnetron-type high-frequency bipolar sputtering apparatus was used for the Cu-laminated polyimide substrate.
A Y-Ba-Cu-O-based high-temperature superconducting ceramic film was formed by the following sputtering method. A high-temperature superconducting ceramic laminated film was formed under the conditions of a composition ratio of argon and oxygen (O 2 / Ar + O 2 = 0.5), 1 Pa, a substrate temperature of 550 ° C., a formation speed of 5 ° / sec, and a formed film thickness of 3000 °. As a target, a composition of Y 0.23 Ba 0.45 CuO 3-x was used. The critical temperature of the obtained high-temperature superconducting ceramic laminated polyimide film was 80K.
【0020】(評価実験2) また、芳香族ポリイミドフィルムに積層する金属薄膜の
金属材料としてCuの代わりにPtを使用した以外は、
評価実験1と同様にY−Ba−Cu−O系高温超電導セ
ラミックス膜を形成した。得られた高温超電導セラミッ
クス積層ポリイミド膜の臨界温度は、82Kであった。(Evaluation Experiment 2) Also, except that Pt was used instead of Cu as the metal material of the metal thin film laminated on the aromatic polyimide film,
A Y-Ba-Cu-O-based high-temperature superconducting ceramic film was formed in the same manner as in Evaluation Experiment 1. The critical temperature of the obtained high-temperature superconducting ceramic laminated polyimide film was 82K.
【0021】(評価実験3)実施例 1で製造した厚さ約50μmのポリイミド基板の
上に、下記の電子ビ−ムによる真空蒸着法で銅の薄膜を
積層させた。評価実験1と同様に基板を加熱前処理後、
Cu蒸着源を用いて、基板温度300℃、真空度1×1
0-4pa、蒸着即素500Å/秒で真空蒸着を行って、
膜厚が3000Åである銅の薄膜層が積層された芳香族
ポリイミド基板を形成した。次に、評価実験1と同様に
Y−Ba−Cu−O系高温超電導セラミックス積層膜を
形成した。得られた高温超電導セラミックス積層ポリイ
ミド膜の臨界温度は、81Kであった。(Evaluation Experiment 3) A copper thin film was laminated on the polyimide substrate having a thickness of about 50 μm manufactured in Example 1 by a vacuum evaporation method using the following electron beam. After pre-heating the substrate as in Evaluation Experiment 1,
Using a Cu deposition source, substrate temperature 300 ° C, degree of vacuum 1 × 1
Vacuum deposition is performed at 0 -4 pa, instantaneous vapor deposition at 500Å / sec.
An aromatic polyimide substrate on which a copper thin film layer having a thickness of 3000 ° was laminated was formed. Next, a Y-Ba-Cu-O-based high-temperature superconducting ceramic laminated film was formed in the same manner as in Evaluation Experiment 1. The critical temperature of the obtained high-temperature superconducting ceramic laminated polyimide film was 81K.
【0022】(評価実験4)評価実験 2と同様の方法で芳香族ポリイミドフィルム
(基板)上にPtを積層し、その後、真空蒸着法で高温
超電導セラミックス積層膜を形成した。Y、Ba、およ
びCuの蒸着源を用いて、酸素を僅かに導入しながら、
真空度1×10-4pa以下、基板温度550℃で真空蒸
着を行って、膜厚が5000ÅまでY−Ba−Cu−O
系高温超電導セラミックスの積層を続けた。酸素気流
中、400℃で2時間熱処理して、Y−Ba−Cu−O
系高温超電導セラミックス積層芳香族ポリイミドフィル
ム膜を製造した。得られた高温超電導セラミックス積層
ポリイミド膜の臨界温度は、82Kであった。(Evaluation Experiment 4) Pt was laminated on an aromatic polyimide film (substrate) in the same manner as in Evaluation Experiment 2, and then a high-temperature superconducting ceramic laminated film was formed by vacuum evaporation. Using a deposition source of Y, Ba, and Cu, while slightly introducing oxygen,
Vacuum deposition is performed at a vacuum degree of 1 × 10 −4 pa or less at a substrate temperature of 550 ° C., and a film thickness of Y—Ba—Cu—O is increased to 5000 °.
Lamination of high temperature superconducting ceramics was continued. Heat-treated at 400 ° C. for 2 hours in an oxygen stream to obtain Y— Ba— Cu—O
-Based high-temperature superconducting ceramics laminated aromatic polyimide film was manufactured. The critical temperature of the obtained high-temperature superconducting ceramic laminated polyimide film was 82K.
【0023】比較例1 芳香族ジアミンとしてパラフェニレンジアミンに代え
て、4,4’−ジアミノジフェニルエ−テルを使用した
他は実施例1と同様にして、ポリイミド基板を製造し
た。このポリイミド基板の物性は以下の通りであった。 線膨張係数 cm/cm/℃:4.0×10-5 (30〜300℃) 吸水率 :1.3重量% 熱重量減少率 :15重量% (550℃ 60分 ヘリウム中)Comparative Example 1 A polyimide substrate was manufactured in the same manner as in Example 1 except that 4,4'-diaminodiphenyl ether was used as the aromatic diamine instead of paraphenylenediamine. The physical properties of this polyimide substrate were as follows. Linear expansion coefficient cm / cm / ° C .: 4.0 × 10 −5 (30 to 300 ° C.) Water absorption: 1.3% by weight Thermal weight loss rate: 15% by weight (550 ° C. for 60 minutes in helium)
【0024】(評価実験5)比較例1 のポリイミドフィルム(基板)を使用して、評
価実験2と同様の方法で基板上にPtを積層し、その
後、真空蒸着法で高温超電導セラミックス積層膜を形成
した。Y、Ba、およびCuの蒸着源を用いて、酸素を
僅かに導入しながら、真空度1×10-4pa以下、基板
温度550℃で真空蒸着を行って、膜厚が5000Åま
でY−Ba−Cu−O系高温超電導セラミックスの積層
を続けた。酸素気流中、400℃で2時間熱処理して、
Y−Ba−Cu−O系高温超電導セラミックス積層芳香
族ポリイミドフィルム膜を製造した。得られた積層膜
は、セラミックス層とポリイミド基板との積層一体化が
不良であった。(Evaluation Experiment 5) Using the polyimide film (substrate) of Comparative Example 1 , Pt was laminated on the substrate in the same manner as in Evaluation Experiment 2, and then a high-temperature superconducting ceramic laminated film was formed by vacuum evaporation. Formed. Using a vapor deposition source of Y, Ba, and Cu, vacuum deposition is performed at a substrate temperature of 550 ° C. with a degree of vacuum of 1 × 10 −4 pa or less while slightly introducing oxygen. -Lamination of Cu-O-based high-temperature superconducting ceramics was continued. Heat treatment at 400 ° C for 2 hours in an oxygen stream,
A Y- Ba- Cu-O-based high-temperature superconducting ceramic laminated aromatic polyimide film was produced. In the obtained laminated film, lamination integration of the ceramic layer and the polyimide substrate was poor.
【0025】[0025]
【発明の効果】この発明によれば、導電性材料を作製す
るための高温での種々の成形条件において、あるいは過
酷な使用条件においても良好な導電性材料を与える基板
が得られる。According to the present invention, it is possible to obtain a substrate which gives a good conductive material under various molding conditions at a high temperature for producing a conductive material or under severe use conditions.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B32B 15/08 B32B 15/08 R 18/00 18/00 C ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI B32B 15/08 B32B 15/08 R 18/00 18/00 C
Claims (1)
のポリイミド基板であって、ポリイミドが3,3’,
4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸あるいはその酸
二無水物単独、または3,3’,4,4’−ビフェニル
テトラカルボン酸あるいはその酸二無水物とピロメリッ
ト酸あるいはその酸二無水物、3,3’,4,4’−ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸あるいはその酸二無水
物、3,3’,4,4’−ジフェニルエ−テルテトラカ
ルボン酸あるいはその酸二無水物との混合系から選ばれ
る芳香族テトラカルボン酸成分とp−フェニレンジアミ
ン単独、またはp−フェニレンジアミンとジアミノジフ
ェニルエ−テル、ジアミノジフェニルメタン、または
2,2−ビス(アミノフェニル)プロパンとの混合系か
ら選ばれる芳香族ジアミンとから重合およびイミド化に
よって得られる芳香族ポリイミドであり、下記(1)、
(2)および(3)の条件 (1)ヘリウムガス雰囲気中に、550℃で60分間放
置した際の熱重量減少率が5重量%以下であり、 (2)30−300℃の線膨張係数が0.4×10-5−
2.0×10-5cm/cm/℃であり、 (3)液体窒素中の低温での引張り強度が20−60k
g/mm2 である。を満足し、該基板に金属薄層および
高温超電導セラミックス層が積層される超電導材料用の
ポリイミド基板。1. A thickness of about 50 μm used for a superconducting material.
A polyimide substrate, wherein the polyimide is 3, 3 ',
4,4'-biphenyltetracarboxylic acid or its acid dianhydride alone, or 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid or its acid dianhydride and pyromellitic acid or its acid dianhydride, 3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid or its acid dianhydride, or a mixed system with 3,3', 4,4'-diphenylethertetracarboxylic acid or its acid dianhydride An aromatic tetracarboxylic acid component and p-phenylenediamine alone, or an aromatic diamine selected from a mixture of p-phenylenediamine and diaminodiphenyl ether, diaminodiphenylmethane, or 2,2-bis (aminophenyl) propane Aromatic polyimide obtained by polymerization and imidation from the following, (1)
(2) and (3) conditions (1) The thermogravimetric reduction rate when left at 550 ° C. for 60 minutes in a helium gas atmosphere is 5% by weight or less, (2) Linear expansion coefficient at 30 to 300 ° C. Is 0.4 × 10 −5 −
2.0 × 10 −5 cm / cm / ° C. (3) Low temperature tensile strength in liquid nitrogen of 20-60 k
g / mm 2 . And a metal thin layer and
A polyimide substrate for superconducting materials on which a high-temperature superconducting ceramic layer is laminated .
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP8155226A JP2970838B2 (en) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | Polyimide substrate for superconducting materials |
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| JP63253887A Division JP2622868B2 (en) | 1988-10-11 | 1988-10-11 | Superconducting ceramic laminated polyimide material |
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