超导印刷电路板相关的系统、方法和设备技术方案

本发明专利技术公开了一种多层电路板结构，该多层电路板结构包括到其内层的超导连接，例如通过包括超导通路。两个或更多个面板可各自包括相应的电绝缘衬底，每个电绝缘衬底具有一个或多个通孔，并且还在其相应表面的至少一部分上包括相应的双金属箔，该双金属箔被图案化以形成迹线。该双金属箔包括在第一温度范围内为非超导的第一金属以及在该第一温度范围内为超导的第二金属。面板被镀覆以将第三金属沉积在第二金属的暴露迹线上，该第三金属在所述第一温度范围内为超导的。将面板接合(例如，层压)以形成至少三层超导印刷电路板，该至少三层超导印刷电路板具有内层、两个外层、以及在所述内层和所述两个外层中的至少一个之间的超导通路。

Superconducting printed circuit board related systems, methods and equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超导印刷电路板相关的系统、方法和设备
本系统、方法和设备整体涉及在多层超导印刷电路板上实现超导电路。
技术介绍
相关技术的描述由于常规印刷电路板(“PCB”)是在第二次世界大战期间首次引入的，因此它们同时缩小了尺寸并且复杂度增加。这种演变中的重要步骤是引入导电通路以在PCB的单独层之间提供电通信。在非超导应用中，多层PCB(即，具有两层或更多层导电迹线的PCB)已经使用了数十年。然而，非超导电子器件中固有的若干挑战(例如，功耗和散热)继续影响这些装置的每个发展阶段，并且最终可能限制非超导PCB技术的能力。比起常规非超导电子器件，超导技术可提供许多优势。超导体在几乎没有电阻的情况下工作，并且因此不会产生与常规非超导装置相同程度的热量。此外，超导装置可实现非常高的操作速度。一直困扰常规非超导电子器件技术的挑战中的许多可通过转换为超导技术来克服或规避。已经描述了使用单层或双层PCB的超导电路。在美国专利8,315,678(“Systems,Methods,andApparatusforMultilayerSuperconductingPrintedCircuitBoards”(用于多层超导印刷电路板的系统、方法和设备))中描述了例如通过超导通路提供给多层电路板结构的内层的超导连接。通路(在本申请中也称为垂直互连通路)是物理电子电路(诸如多层PCB)中的层之间的电连接，其穿过一个或多个相邻层的平面。在一种实施方式中，通路包括通孔。超导通路是物理电子电路(诸如多层超导PCB)中的层之间的超导电连接，其穿过一个或多个相邻层的平面。
技术实现思路
制造多层超导印刷电路板的方法可被概括为包括在第一电绝缘衬底中形成第一组孔，该第一电绝缘衬底具有第一表面和第二表面，第二表面在第一电绝缘衬底的厚度上与第一表面相对，第一组孔中的每个孔在第一表面和第二表面之间形成相应通道；通过沉积第一双金属箔以覆盖在第一电绝缘衬底的至少第一部分上面来形成第一面板；在第二电绝缘衬底中形成第二组孔，该第二电绝缘衬底具有第三表面和第四表面，第四表面在第二电绝缘衬底的厚度上与第三表面相对，第二组孔中的每个孔在第三表面和第四表面之间形成相应通道；通过沉积第二双金属箔以覆盖在第二电绝缘衬底的至少第二部分上面来形成第二面板，其中第一双金属箔和第二双金属箔各自包括在一定温度范围内为非超导的第一金属以及在一定温度范围内为超导的第二金属；对第一面板的第一侧进行图案化以在第一面板的第一侧上形成第二金属的一个或多个暴露迹线；对第二面板的第二侧进行图案化以在第二面板的第二侧上形成第二金属的一个或多个暴露迹线；镀覆第一面板和第二面板以将第三金属沉积在第二金属的一个或多个暴露迹线中的至少一个上，以形成镀覆有第三金属的第二金属的一个或多个迹线，其中第三金属在一定温度范围内为超导的；以及接合第一面板和第二面板以形成至少三层超导印刷电路板，该至少三层超导印刷电路板包括内层、两个外层、以及在内层和两个外层中的至少一个之间提供超导电耦接的一个或多个超导通路。沉积第一双金属箔以覆盖在第一电绝缘衬底的至少第一部分上面可包括沉积第一双金属箔，其中第一金属包括铜，并且沉积第二双金属箔以覆盖在第二电绝缘衬底的至少第二部分上面可包括沉积第二双金属箔，其中第一金属包括铜。通过沉积第一双金属箔以覆盖在第一电绝缘衬底的至少第一部分上面来形成第一面板可包括至少部分地铜镀覆第一电绝缘衬底以形成第一镀铜衬底；将超导金属沉积在第一镀铜衬底的至少一部分上以形成第一超导衬底；以及至少部分地铜镀覆第一超导衬底以形成第一面板；并且通过沉积第二双金属箔以覆盖在第二电绝缘衬底的至少第二部分上面来形成第二面板可包括至少部分地铜镀覆第二电绝缘衬底以形成第二镀铜衬底；将超导金属沉积在第二镀铜衬底的至少一部分上以形成第二超导衬底；以及至少部分地铜镀覆第二超导衬底以形成第二面板。镀覆第一面板和第二面板以将第三金属沉积在第二金属的一个或多个暴露迹线中的至少一个上以形成镀覆有第三金属的第二金属的一个或多个迹线可包括锡镀覆第一面板和第二面板以将锡沉积在第二金属的一个或多个暴露迹线中的至少一个上以形成一个或多个镀锡迹线。接合第一面板和第二面板可包括将第一面板的第一侧定位成邻近第二面板的第二侧，以在第一面板的第一侧上的镀锡迹线中的至少一个与第二面板的第二侧上的镀锡迹线中的至少一个之间建立电接触。对第一面板的第一侧进行图案化以在第一面板的第一侧上形成第一金属的一个或多个暴露迹线可包括在第一面板的第一侧上移除第二金属的覆盖在第一金属上面的一部分，并且对第二面板的第二侧进行图案化以在第二面板的第二侧上形成第一金属的一个或多个暴露迹线可包括在第二面板的第二侧上移除第二金属的覆盖在第一金属上面的一部分。在第一电绝缘衬底中形成第一组孔可包括在第一电绝缘衬底中钻出第一组孔，并且在第二电绝缘衬底中形成第二组孔包括在第二电绝缘衬底中钻出第二组孔。第一电绝缘衬底和第二电绝缘衬底可包括部分固化的预浸料，并且接合第一面板和第二面板还可包括固化部分固化的预浸料。沉积第一双金属箔以覆盖在第一电绝缘衬底的至少第一部分上面可包括沉积第一双金属箔，其中第二金属包括铝，并且沉积第二双金属箔以覆盖在第二电绝缘衬底的至少第二部分上面可包括沉积第二双金属箔，其中第二金属包括铝。通过沉积第一双金属箔以覆盖在第一电绝缘衬底的至少第一部分上面来形成第一面板可包括至少部分地铜镀覆第一电绝缘衬底以形成第一镀铜衬底；至少部分地铝镀覆第一镀铜衬底以形成第一镀铝衬底；以及至少部分地铜镀覆第一镀铝衬底以形成第一面板；并且通过沉积第二双金属箔以覆盖在第二电绝缘衬底的至少第二部分上面来形成第二面板可包括至少部分地铜镀覆第二电绝缘衬底以形成第二镀铜衬底；至少部分地铝镀覆第二镀铜衬底以形成第二镀铝衬底；以及至少部分地铜镀覆第二镀铝衬底以形成第二面板。镀覆第一面板和第二面板以将第三金属沉积在第一金属的一个或多个暴露迹线中的至少一个上以形成镀覆有第三金属的第一金属的一个或多个迹线可包括锡镀覆第一面板和第二面板以将锡沉积在一个或多个暴露铝迹线中的至少一个上以形成一个或多个镀锡铝迹线。接合第一面板和第二面板可包括将第一面板的第一侧定位成邻近第二面板的第二侧，以及在第一面板的第一侧上的镀锡铝迹线中的至少一个与第二面板的第二侧上的镀锡铝迹线中的至少一个之间建立电接触。接合第一面板和第二面板可包括层压第一面板和第二面板。多层超导印刷电路板可被概括为包括第一电绝缘衬底，该第一电绝缘衬底具有第一表面和第二表面，第二表面在第一电绝缘衬底的厚度上与第一表面相对；第一电绝缘衬底中的第一组孔，第一组孔中的每个孔在第一表面和第二表面之间形成相应通道；第一双金属箔，该第一双金属箔覆盖在第一电绝缘衬底的至少第一部分上面以形成第一面板；第二电绝缘衬底，该第二电绝缘衬底具有第三表面和第四表面，第四表面在第二电绝缘衬底的厚度上与第三表面相对；第二电绝缘衬底中的第二组孔，第二组孔中的每个孔在第三表面和第四表面之间形成相应通道；第二双金属箔，该第二双金属箔覆盖在第二电绝缘衬底的至少第二部分上面以形成第二面板，其中第一双金属箔和第二双金属箔各自包括在一定温度范围内为非超导的第一金属以及在一定温度范围内为超导的第二金属，第一面板的第一侧包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造多层超导印刷电路板的方法，所述方法包括：在第一电绝缘衬底中形成第一组孔，所述第一电绝缘衬底具有第一表面和第二表面，所述第二表面在所述第一电绝缘衬底的厚度上与所述第一表面相对，所述第一组孔中的每个孔在所述第一表面和所述第二表面之间形成相应通道；通过沉积第一双金属箔以覆盖在所述第一电绝缘衬底的至少第一部分上面来形成第一面板；在第二电绝缘衬底中形成第二组孔，所述第二电绝缘衬底具有第三表面和第四表面，所述第四表面在所述第二电绝缘衬底的厚度上与所述第三表面相对，所述第二组孔中的每个孔在所述第三表面和所述第四表面之间形成相应通道；通过沉积第二双金属箔以覆盖在所述第二电绝缘衬底的至少第二部分上面来形成第二面板，其中所述第一双金属箔和所述第二双金属箔各自包括在一定温度范围内为非超导的第一金属以及在所述温度范围内为超导的第二金属；对所述第一面板的第一侧进行图案化以在所述第一面板的所述第一侧上形成所述第二金属的一个或多个暴露迹线；对所述第二面板的第二侧进行图案化以在所述第二面板的所述第二侧上形成所述第二金属的一个或多个暴露迹线；镀覆所述第一面板和所述第二面板以将第三金属沉积在所述第二金属的所述一个或多个暴露迹线中的至少一个上，以形成镀覆有所述第三金属的所述第二金属的一个或多个迹线，其中所述第三金属在所述温度范围内为超导的；以及接合所述第一面板和所述第二面板以形成至少三层超导印刷电路板，所述至少三层超导印刷电路板包括内层、两个外层、以及在所述内层和所述两个外层中的至少一个之间提供超导电耦接的一个或多个超导通路。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.07 US 62/431,3331.一种制造多层超导印刷电路板的方法，所述方法包括：在第一电绝缘衬底中形成第一组孔，所述第一电绝缘衬底具有第一表面和第二表面，所述第二表面在所述第一电绝缘衬底的厚度上与所述第一表面相对，所述第一组孔中的每个孔在所述第一表面和所述第二表面之间形成相应通道；通过沉积第一双金属箔以覆盖在所述第一电绝缘衬底的至少第一部分上面来形成第一面板；在第二电绝缘衬底中形成第二组孔，所述第二电绝缘衬底具有第三表面和第四表面，所述第四表面在所述第二电绝缘衬底的厚度上与所述第三表面相对，所述第二组孔中的每个孔在所述第三表面和所述第四表面之间形成相应通道；通过沉积第二双金属箔以覆盖在所述第二电绝缘衬底的至少第二部分上面来形成第二面板，其中所述第一双金属箔和所述第二双金属箔各自包括在一定温度范围内为非超导的第一金属以及在所述温度范围内为超导的第二金属；对所述第一面板的第一侧进行图案化以在所述第一面板的所述第一侧上形成所述第二金属的一个或多个暴露迹线；对所述第二面板的第二侧进行图案化以在所述第二面板的所述第二侧上形成所述第二金属的一个或多个暴露迹线；镀覆所述第一面板和所述第二面板以将第三金属沉积在所述第二金属的所述一个或多个暴露迹线中的至少一个上，以形成镀覆有所述第三金属的所述第二金属的一个或多个迹线，其中所述第三金属在所述温度范围内为超导的；以及接合所述第一面板和所述第二面板以形成至少三层超导印刷电路板，所述至少三层超导印刷电路板包括内层、两个外层、以及在所述内层和所述两个外层中的至少一个之间提供超导电耦接的一个或多个超导通路。2.根据权利要求1所述的方法，其中沉积第一双金属箔以覆盖在所述第一电绝缘衬底的至少第一部分上面包括沉积第一双金属箔，其中所述第一金属包括铜，并且其中沉积第二双金属箔以覆盖在所述第二电绝缘衬底的至少第二部分上面包括沉积第二双金属箔，其中所述第一金属包括铜。3.根据权利要求2所述的方法，其中通过沉积第一双金属箔以覆盖在所述第一电绝缘衬底的至少第一部分上面来形成第一面板包括：至少部分地铜镀覆所述第一电绝缘衬底以形成第一镀铜衬底；将超导金属沉积在所述第一镀铜衬底的至少一部分上以形成第一超导衬底；以及至少部分地铜镀覆所述第一超导衬底以形成所述第一面板；并且其中通过沉积第二双金属箔以覆盖在所述第二电绝缘衬底的至少第二部分上面来形成第二面板包括：至少部分地铜镀覆所述第二电绝缘衬底以形成第二镀铜衬底；将超导金属沉积在所述第二镀铜衬底的至少一部分上以形成第二超导衬底；以及至少部分地铜镀覆所述第二超导衬底以形成所述第二面板。4.根据权利要求1所述的方法，其中镀覆所述第一面板和所述第二面板以将第三金属沉积在所述第二金属的所述一个或多个暴露迹线中的至少一个上以形成镀覆有所述第三金属的所述第二金属的一个或多个迹线包括锡镀覆所述第一面板和所述第二面板以将锡沉积在所述第二金属的所述一个或多个暴露迹线中的至少一个上以形成一个或多个镀锡迹线。5.根据权利要求4所述的方法，其中接合所述第一面板和所述第二面板包括将所述第一面板的所述第一侧定位成邻近所述第二面板的所述第二侧，以在所述第一面板的所述第一侧上的所述镀锡迹线中的至少一个与所述第二面板的所述第二侧上的所述镀锡迹线中的至少一个之间建立电接触。6.根据权利要求1所述的方法，其中对所述第一面板的第一侧进行图案化以在所述第一面板的所述第一侧上形成所述第一金属的一个或多个暴露迹线包括在所述第一面板的所述第一侧上移除所述第二金属的覆盖在所述第一金属上面的一部分，并且其中对所述第二面板的第二侧进行图案化以在所述第二面板的所述第二侧上形成所述第一金属的一个或多个暴露迹线包括在所述第二面板的所述第二侧上移除所述第二金属的覆盖在所述第一金属上面的一部分。7.根据权利要求1所述的方法，其中在第一电绝缘衬底中形成第一组孔包括在第一电绝缘衬底中钻出第一组孔，并且其中在第二电绝缘衬底中形成第二组孔包括在第二电绝缘衬底中钻出第二组孔。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一电绝缘衬底和所述第二电绝缘衬底包括部分固化的预浸料，并且其中接合所述第一面板和所述第二面板包括进一步固化所述部分固化的预浸料。9.根据权利要求2所述的方法，其中沉积第一双金属箔以覆盖在所述第一电绝缘衬底的至少第一部分上面包括沉积第一双金属箔，其中所述第二金属包括铝，并且其中沉积第二双金属箔以覆盖在所述第二电绝缘衬底的至少第二部分上面包括沉积第二双金属箔，其中所述第二金属包括铝。10.根据权利要求9所述的方法，其中通过沉积第一双金属箔以覆盖在所述第一电绝缘衬底的至少第一部分上面来形成第一面板包括：至少部分地铜镀覆所述第一电绝缘衬底以形成第一镀铜衬底；至少部分地铝镀覆所述第一镀铜衬底以形成第一镀铝衬底；以及至少部分地铜镀覆所述第一镀铝衬底以形成所述第一面板；并且其中通过沉积第二双金属箔以覆盖在所述第二电绝缘衬底的至少第二部分上面来形成第二面板包括：至少部分地铜镀覆所述第二电绝缘衬底以形成第二镀铜衬底；至少部分地铝镀覆所述第二镀铜衬底以形成第二镀铝衬底；以及至少部分地铜镀覆所述第二镀铝衬底以形成所述第二面板。11.根据权利要求9所述的方法，其中镀覆所述第一面板和所述第二面板以将第三金属沉积在所述第一金属的所述一个或多个暴露迹线中的至少一个上以形成镀覆有所述第三金属的所述第一金属的一个或多个迹线包括锡镀覆所述第一面板和所述第二面板以将锡沉积在所述一个或多个暴露铝迹线中的至少一个上以形成一个或多个镀锡铝迹线。12.根据权利要求9所述的方法，其中接合所述第一面板和所述第二面板包括将所述第一面板的所述第一侧定位成邻近所述第二面板的所述第二侧，以及在所述第一面板的所述第一侧上的所述镀锡铝迹线中的至少一个与所述第二面板的所述第二侧上的所述镀锡铝迹线中的至少一个之间建立电接触。13.根据权利要求1所述的方法，其中接合所述第一面板和所述第二面板包括层压所述第一面板和所述第二面板。14.一种多层超导印刷电路板，包括：第一电绝缘衬底，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·D·纽菲尔德，
申请(专利权)人：D波系统公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA