JP3398300B2 - 電子装置 - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/44—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements the complete device being wholly immersed in a fluid other than air
- H01L23/445—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements the complete device being wholly immersed in a fluid other than air the fluid being a liquefied gas, e.g. in a cryogenic vessel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
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- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/301—Electrical effects
- H01L2924/3011—Impedance
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば赤外線温度
測定装置における赤外線検出器あるいは超電導マイクロ
波回路装置等のような、150 Ｋ以下の温度に冷却して動
作させる電子回路を具備した電子デバイスを真空容器に
収容して使用するための電子装置に関し、詳しくはその
ような電子装置における電子デバイスの冷却構造に関す
るものである。
測定装置における赤外線検出器あるいは超電導マイクロ
波回路装置等のような、150 Ｋ以下の温度に冷却して動
作させる電子回路を具備した電子デバイスを真空容器に
収容して使用するための電子装置に関し、詳しくはその
ような電子装置における電子デバイスの冷却構造に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、低温の温度環境、具体的には
150 Ｋ以下の温度、例えば液体窒素温度（約77Ｋ）や液
体ヘリウム温度（約４Ｋ）に近いような４Ｋ〜150 Ｋの
極低温で動作させる電子回路を有する電子デバイス、例
えば赤外線温度測定装置における赤外線検出器あるいは
超電導マイクロ波回路装置等は、冷却構造を有するコー
ルドヘッドと言われる電子デバイスの搭載部を有する冷
却手段を真空断熱容器中に配置して成る電子デバイス収
納容器を用い、その搭載部に搭載されて真空断熱容器内
に収納されるとともに外部回路と接続されることにより
電子装置とされ、冷却構造により所望の低温に電子デバ
イスを冷却しつつ電子回路を動作させることによって一
定の温度条件・環境条件の下で使用されている。
150 Ｋ以下の温度、例えば液体窒素温度（約77Ｋ）や液
体ヘリウム温度（約４Ｋ）に近いような４Ｋ〜150 Ｋの
極低温で動作させる電子回路を有する電子デバイス、例
えば赤外線温度測定装置における赤外線検出器あるいは
超電導マイクロ波回路装置等は、冷却構造を有するコー
ルドヘッドと言われる電子デバイスの搭載部を有する冷
却手段を真空断熱容器中に配置して成る電子デバイス収
納容器を用い、その搭載部に搭載されて真空断熱容器内
に収納されるとともに外部回路と接続されることにより
電子装置とされ、冷却構造により所望の低温に電子デバ
イスを冷却しつつ電子回路を動作させることによって一
定の温度条件・環境条件の下で使用されている。
【０００３】そのような従来の電子装置の例を図４に断
面図で示す。図４において１は真空断熱容器、２は真空
断熱容器１内に配置され、例えば冷凍機とともに冷却手
段を構成するコールドヘッド、３は４Ｋ〜150 Ｋの温度
で動作させる電子回路、４はその電子回路３を搭載した
電子デバイスであり、電子デバイス４は冷却手段である
コールドヘッド２にじかに搭載されて真空断熱容器１内
に収納されている。
面図で示す。図４において１は真空断熱容器、２は真空
断熱容器１内に配置され、例えば冷凍機とともに冷却手
段を構成するコールドヘッド、３は４Ｋ〜150 Ｋの温度
で動作させる電子回路、４はその電子回路３を搭載した
電子デバイスであり、電子デバイス４は冷却手段である
コールドヘッド２にじかに搭載されて真空断熱容器１内
に収納されている。
【０００４】５は真空断熱容器１の容器壁を貫通して設
置された真空封止した容器側入出力用コネクタ、６は電
子デバイス４に取り付けられて電子回路３と電気的に接
続されている入出力用同軸コネクタ、７は容器側入出力
用コネクタ５と入出力用同軸コネクタ６とを電気的に接
続するケーブル、７’は外部電気回路と容器側入出力用
コネクタ５とを電気的に接続するケーブルである。
置された真空封止した容器側入出力用コネクタ、６は電
子デバイス４に取り付けられて電子回路３と電気的に接
続されている入出力用同軸コネクタ、７は容器側入出力
用コネクタ５と入出力用同軸コネクタ６とを電気的に接
続するケーブル、７’は外部電気回路と容器側入出力用
コネクタ５とを電気的に接続するケーブルである。
【０００５】従来の電子装置は、このようにケーブル
７’・容器側入出力用コネクタ５・ケーブル７・入出力
用同軸コネクタ６を介して外部電気回路と電子装置内の
電子デバイス４に搭載された電子回路３との間で電気信
号の入出力が行なわれ、冷凍機に接続されたコールドヘ
ッド２によって電子デバイス４の本体の下面全面を冷却
しながら電子回路３を冷却して動作させるものである。
７’・容器側入出力用コネクタ５・ケーブル７・入出力
用同軸コネクタ６を介して外部電気回路と電子装置内の
電子デバイス４に搭載された電子回路３との間で電気信
号の入出力が行なわれ、冷凍機に接続されたコールドヘ
ッド２によって電子デバイス４の本体の下面全面を冷却
しながら電子回路３を冷却して動作させるものである。
【０００６】また、図５（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ容器
側入出力用コネクタ５・入出力用同軸コネクタ６・ケー
ブル７の正面図および側面図を示す。なお、これらの図
ではいずれも中央に正面図を、その両側にそれぞれの側
の側面図を配している。また図５（ｃ）には正面図の中
央部分の断面図も併せて示している。
側入出力用コネクタ５・入出力用同軸コネクタ６・ケー
ブル７の正面図および側面図を示す。なお、これらの図
ではいずれも中央に正面図を、その両側にそれぞれの側
の側面図を配している。また図５（ｃ）には正面図の中
央部分の断面図も併せて示している。
【０００７】まず図５（ａ）に示した容器側入出力用コ
ネクタ５において、８・８’は接地側導体となる外導
体、９・９’は電気信号を伝送する中心導体、10・10’
は外導体８・８’と中心導体９・９’との間に配されて
中心導体９・９’を把持し両者を電気的に絶縁するため
の誘電体である。なお、11は真空断熱容器１の内側と外
側とでケーブル７・７’に接続されるメスコネクタ、12
は真空断熱容器１の容器壁に圧接されて真空封止を行な
うためのガスケットを示す。
ネクタ５において、８・８’は接地側導体となる外導
体、９・９’は電気信号を伝送する中心導体、10・10’
は外導体８・８’と中心導体９・９’との間に配されて
中心導体９・９’を把持し両者を電気的に絶縁するため
の誘電体である。なお、11は真空断熱容器１の内側と外
側とでケーブル７・７’に接続されるメスコネクタ、12
は真空断熱容器１の容器壁に圧接されて真空封止を行な
うためのガスケットを示す。
【０００８】次に図５（ｂ）に示した入出力用同軸コネ
クタ６において、13・13’は接地側導体となる外導体、
14・14’は電気信号を伝送する中心導体、15・15’は外
導体13・13’と中心導体14・14’との間に配されて中心
導体14・14’を把持し両者を電気的に絶縁するための誘
電体である。なお、16はケーブル７に接続されるメスコ
ネクタを示す。
クタ６において、13・13’は接地側導体となる外導体、
14・14’は電気信号を伝送する中心導体、15・15’は外
導体13・13’と中心導体14・14’との間に配されて中心
導体14・14’を把持し両者を電気的に絶縁するための誘
電体である。なお、16はケーブル７に接続されるメスコ
ネクタを示す。
【０００９】そして図５（ｃ）に示したケーブル７にお
いて、17・17’は接地側導体となる外導体、18・18’は
電気信号を伝送する中心導体、19・19’は外導体17・1
7’と中心導体18・18’との間に配されて中心導体18・1
8’を把持し両者を電気的に絶縁するための誘電体であ
る。なお、20は容器側入出力用コネクタ５あるいは入出
力用同軸コネクタ６に接続されるオスコネクタを示す。
また、ケーブル７’においてもほぼ同様の構成である。
いて、17・17’は接地側導体となる外導体、18・18’は
電気信号を伝送する中心導体、19・19’は外導体17・1
7’と中心導体18・18’との間に配されて中心導体18・1
8’を把持し両者を電気的に絶縁するための誘電体であ
る。なお、20は容器側入出力用コネクタ５あるいは入出
力用同軸コネクタ６に接続されるオスコネクタを示す。
また、ケーブル７’においてもほぼ同様の構成である。
【００１０】これら図５（ａ）〜（ｃ）に示したよう
に、従来の電子装置における容器側入出力用コネクタ５
・入出力用同軸コネクタ６・ケーブル７は、誘電体の周
りを外導体が取り囲んでいるかどうかの相違はあるもの
の、いずれも中心導体９・９’・14・14’・18・18’と
それを把持する誘電体10・10’・15・15’・19・19’と
によって構成されている。
に、従来の電子装置における容器側入出力用コネクタ５
・入出力用同軸コネクタ６・ケーブル７は、誘電体の周
りを外導体が取り囲んでいるかどうかの相違はあるもの
の、いずれも中心導体９・９’・14・14’・18・18’と
それを把持する誘電体10・10’・15・15’・19・19’と
によって構成されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の電子装置においては、容器側入出力用コネ
クタ５・入出力用同軸コネクタ６・ケーブル７の誘電体
10・10’・15・15’・19・19’には、材料の誘電率が小
さくかつ加工・製造しやすいという理由から高分子材
料、例えば四弗化エチレン樹脂（熱伝導率が約0.3 Ｗ／
ｍＫ）等のような電気絶縁性は良いが熱伝導の悪い誘電
体材料が使用されていた。ところが、そのような高分子
材料は熱伝導が非常に悪いため、それらを誘電体10・1
0’・15・15’・19・19’に使用したコネクタ５・６で
は中心導体９・９’・14・14’・18・18’からの放熱能
力は非常に小さいものであった。
ような従来の電子装置においては、容器側入出力用コネ
クタ５・入出力用同軸コネクタ６・ケーブル７の誘電体
10・10’・15・15’・19・19’には、材料の誘電率が小
さくかつ加工・製造しやすいという理由から高分子材
料、例えば四弗化エチレン樹脂（熱伝導率が約0.3 Ｗ／
ｍＫ）等のような電気絶縁性は良いが熱伝導の悪い誘電
体材料が使用されていた。ところが、そのような高分子
材料は熱伝導が非常に悪いため、それらを誘電体10・1
0’・15・15’・19・19’に使用したコネクタ５・６で
は中心導体９・９’・14・14’・18・18’からの放熱能
力は非常に小さいものであった。
【００１２】そのため、電子デバイス４を真空断熱構造
中においてコールドヘッド２により冷却しても、入出力
用同軸コネクタ６において誘電体15・15’で把持した中
心導体14・14’の冷却効率が低いために、電子デバイス
４中の電子回路３に電子装置の外部からの熱が容器側入
出力用コネクタ５の中心導体９・９’およびケーブル７
の中心導体18・18’を伝わって電子デバイス４に流入
し、その結果、電子デバイス４を効率良く十分に冷却す
ることが困難となり、また電子回路３に温度分布が発生
して安定した動作が困難となってしまうという問題点が
あった。
中においてコールドヘッド２により冷却しても、入出力
用同軸コネクタ６において誘電体15・15’で把持した中
心導体14・14’の冷却効率が低いために、電子デバイス
４中の電子回路３に電子装置の外部からの熱が容器側入
出力用コネクタ５の中心導体９・９’およびケーブル７
の中心導体18・18’を伝わって電子デバイス４に流入
し、その結果、電子デバイス４を効率良く十分に冷却す
ることが困難となり、また電子回路３に温度分布が発生
して安定した動作が困難となってしまうという問題点が
あった。
【００１３】ここで、入出力用同軸コネクタ６による電
子デバイス４に対する熱流入の流れを図６に斜視図で示
す。なお、図６において図４および図５と同様の箇所に
は同じ符号を付してあり、破線の矢印は熱の流れを表し
ている。
子デバイス４に対する熱流入の流れを図６に斜視図で示
す。なお、図６において図４および図５と同様の箇所に
は同じ符号を付してあり、破線の矢印は熱の流れを表し
ている。
【００１４】図６に示したように、従来の電子装置の電
子デバイス４においては、入出力用同軸コネクタ６の誘
電体15の熱伝導が悪いため、外部から中心導体14を通っ
てきた熱流入が誘電体15を通して電子デバイス４の外部
に放熱せず、そのまま中心導体14を通って電子回路３に
到達して電子回路３中を拡散していくことが分かる。
子デバイス４においては、入出力用同軸コネクタ６の誘
電体15の熱伝導が悪いため、外部から中心導体14を通っ
てきた熱流入が誘電体15を通して電子デバイス４の外部
に放熱せず、そのまま中心導体14を通って電子回路３に
到達して電子回路３中を拡散していくことが分かる。
【００１５】このように従来の電子装置においては、電
子デバイス４を真空断熱構造として電子デバイス４を冷
却しても、コネクタ６の中心導体14の冷却効率が悪いた
め、外部からの熱流入が中心導体14を伝わって電子デバ
イス４の内部に流入して電子回路３に温度分布が発生し
たり、電子回路３内部に局所的な温度上昇が発生してし
まうという問題点があった。
子デバイス４を真空断熱構造として電子デバイス４を冷
却しても、コネクタ６の中心導体14の冷却効率が悪いた
め、外部からの熱流入が中心導体14を伝わって電子デバ
イス４の内部に流入して電子回路３に温度分布が発生し
たり、電子回路３内部に局所的な温度上昇が発生してし
まうという問題点があった。
【００１６】またそのため、電子回路３の特性が当初の
設計通りに得られないという問題点もあった。特に、い
わゆる液体窒素温度程度の非常に低い温度に冷却して使
用する電子デバイス４として電子回路３に超電導体薄膜
を用いた場合には、局所的な温度上昇が超電導状態を破
壊してしまうため、電子回路３の特性を著しく低下させ
てしまうという問題点があった。
設計通りに得られないという問題点もあった。特に、い
わゆる液体窒素温度程度の非常に低い温度に冷却して使
用する電子デバイス４として電子回路３に超電導体薄膜
を用いた場合には、局所的な温度上昇が超電導状態を破
壊してしまうため、電子回路３の特性を著しく低下させ
てしまうという問題点があった。
【００１７】本発明は上記従来技術における問題点に鑑
みて完成されたものであり、その目的は、４Ｋ〜150 Ｋ
の温度のような低温に冷却して動作させる電子回路を有
する電子デバイスを収納して安定に動作させるのに好適
な、効率の良い冷却構造を有する電子装置を提供するこ
とにある。
みて完成されたものであり、その目的は、４Ｋ〜150 Ｋ
の温度のような低温に冷却して動作させる電子回路を有
する電子デバイスを収納して安定に動作させるのに好適
な、効率の良い冷却構造を有する電子装置を提供するこ
とにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の電子装置は、真
空断熱容器の内部に、４Ｋ〜150 Ｋの温度に冷却して動
作させる電子回路ならびに入出力用同軸コネクタを具備
する電子デバイスと、前記入出力用同軸コネクタに接続
した冷却導入部材を介して前記電子デバイスを４Ｋ〜15
0 Ｋの温度に冷却する冷却手段とを収容して成る電子装
置であって、前記電子デバイスを前記冷却手段に対し離
隔した状態で搭載し、かつ、前記入出力用同軸コネクタ
は中心導体を４Ｋ〜150 Ｋにおいて10Ｗ／ｍＫ以上の熱
伝導率を有する誘電体で把持していることを特徴とする
ものである。
空断熱容器の内部に、４Ｋ〜150 Ｋの温度に冷却して動
作させる電子回路ならびに入出力用同軸コネクタを具備
する電子デバイスと、前記入出力用同軸コネクタに接続
した冷却導入部材を介して前記電子デバイスを４Ｋ〜15
0 Ｋの温度に冷却する冷却手段とを収容して成る電子装
置であって、前記電子デバイスを前記冷却手段に対し離
隔した状態で搭載し、かつ、前記入出力用同軸コネクタ
は中心導体を４Ｋ〜150 Ｋにおいて10Ｗ／ｍＫ以上の熱
伝導率を有する誘電体で把持していることを特徴とする
ものである。
【００１９】また、本発明の電子装置は、上記構成の電
子装置において、前記入出力用同軸コネクタの誘電体が
酸化アルミニウム質焼結体または窒化アルミニウム質焼
結体または炭化珪素質焼結体から成ることを特徴とする
ものである。
子装置において、前記入出力用同軸コネクタの誘電体が
酸化アルミニウム質焼結体または窒化アルミニウム質焼
結体または炭化珪素質焼結体から成ることを特徴とする
ものである。
【００２０】本発明の電子装置によれば、４Ｋ〜150 Ｋ
の温度に冷却して動作させる電子回路を具備する電子デ
バイスを、その入出力用同軸コネクタに接続した冷却導
入部材を介して、冷却手段に対し離隔した状態で搭載す
るとともに、電子デバイスの入出力用同軸コネクタを中
心導体が４Ｋ〜150 Ｋにおける熱伝導率が10Ｗ／ｍＫ以
上の誘電体で把持しているものとしたことから、冷却手
段による冷却が電子デバイス本体よりも入出力用同軸コ
ネクタを集中的に冷却することとなり、入出力用同軸コ
ネクタの中心導体がそれを把持している熱伝導率が高い
誘電体を介して効率良く冷却されるので、外部からの熱
流入が中心導体を通ってくることがなくなるとともに、
電子回路で発生した熱も中心導体から入出力用同軸コネ
クタの誘電体を通して効率良く冷却手段に放熱され、電
子回路に温度分布が発生したり、電子回路内部に局所的
な温度上昇が発生することがなくなる。
の温度に冷却して動作させる電子回路を具備する電子デ
バイスを、その入出力用同軸コネクタに接続した冷却導
入部材を介して、冷却手段に対し離隔した状態で搭載す
るとともに、電子デバイスの入出力用同軸コネクタを中
心導体が４Ｋ〜150 Ｋにおける熱伝導率が10Ｗ／ｍＫ以
上の誘電体で把持しているものとしたことから、冷却手
段による冷却が電子デバイス本体よりも入出力用同軸コ
ネクタを集中的に冷却することとなり、入出力用同軸コ
ネクタの中心導体がそれを把持している熱伝導率が高い
誘電体を介して効率良く冷却されるので、外部からの熱
流入が中心導体を通ってくることがなくなるとともに、
電子回路で発生した熱も中心導体から入出力用同軸コネ
クタの誘電体を通して効率良く冷却手段に放熱され、電
子回路に温度分布が発生したり、電子回路内部に局所的
な温度上昇が発生することがなくなる。
【００２１】またそのため、電子回路の特性が当初の設
計通りに得られないという問題点もなく、極低温に近い
温度に冷却して使用する電子回路として超電導体薄膜を
用いた場合であっても、局所的な温度上昇が超電導状態
を破壊したり、電子回路の特性を著しく低下させてしま
うことはない。その結果、４Ｋ〜150 Ｋの温度に冷却し
て動作させる電子回路を安定して動作させることができ
る電子装置となる。
計通りに得られないという問題点もなく、極低温に近い
温度に冷却して使用する電子回路として超電導体薄膜を
用いた場合であっても、局所的な温度上昇が超電導状態
を破壊したり、電子回路の特性を著しく低下させてしま
うことはない。その結果、４Ｋ〜150 Ｋの温度に冷却し
て動作させる電子回路を安定して動作させることができ
る電子装置となる。
【００２２】また、入出力用同軸コネクタの誘電体が酸
化アルミニウム質焼結体または窒化アルミニウム質焼結
体または炭化珪素質焼結体から成る場合には、いずれも
高い熱伝導率を有するとともに高い絶縁性も有してお
り、しかも熱伝導率が低温で増大する傾向を有している
ことから、極めて冷却効率の優れたものとなり、４Ｋ〜
150 Ｋの温度に冷却して動作させる電子回路を極めて安
定して動作させることができる電子装置となる。
化アルミニウム質焼結体または窒化アルミニウム質焼結
体または炭化珪素質焼結体から成る場合には、いずれも
高い熱伝導率を有するとともに高い絶縁性も有してお
り、しかも熱伝導率が低温で増大する傾向を有している
ことから、極めて冷却効率の優れたものとなり、４Ｋ〜
150 Ｋの温度に冷却して動作させる電子回路を極めて安
定して動作させることができる電子装置となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の電
子装置につき詳細に説明する。図１は本発明の電子装置
の実施の形態の一例を示す図４と同様の断面図である。
子装置につき詳細に説明する。図１は本発明の電子装置
の実施の形態の一例を示す図４と同様の断面図である。
【００２４】図１において、21は真空断熱容器、22は真
空断熱容器21内に配置され、例えば冷凍機とともに冷却
手段を構成するコールドヘッド、23は４Ｋ〜150 Ｋの温
度で動作させる電子回路、24はその電子回路23を具備し
た電子デバイスであり、通常は電子デバイス24本体に電
子回路23が搭載されている。
空断熱容器21内に配置され、例えば冷凍機とともに冷却
手段を構成するコールドヘッド、23は４Ｋ〜150 Ｋの温
度で動作させる電子回路、24はその電子回路23を具備し
た電子デバイスであり、通常は電子デバイス24本体に電
子回路23が搭載されている。
【００２５】25は真空断熱容器21の容器壁を貫通して設
置された真空封止した容器側入出力用コネクタであり、
通常は同軸コネクタを用いればよい。26は電子デバイス
24に取り付けられて電子回路23と電気的に接続されてい
る入出力用同軸コネクタであり、中心導体を４Ｋ〜150
Ｋにおける熱伝導率が10Ｗ／ｍＫ以上の誘電体で把持し
ているものであることが特徴である。27は容器側入出力
用コネクタ25と入出力用同軸コネクタ26とを電気的に接
続するケーブル、27’は外部電気回路と容器側入出力用
コネクタ25とを電気的に接続するケーブルである。
置された真空封止した容器側入出力用コネクタであり、
通常は同軸コネクタを用いればよい。26は電子デバイス
24に取り付けられて電子回路23と電気的に接続されてい
る入出力用同軸コネクタであり、中心導体を４Ｋ〜150
Ｋにおける熱伝導率が10Ｗ／ｍＫ以上の誘電体で把持し
ているものであることが特徴である。27は容器側入出力
用コネクタ25と入出力用同軸コネクタ26とを電気的に接
続するケーブル、27’は外部電気回路と容器側入出力用
コネクタ25とを電気的に接続するケーブルである。
【００２６】28は冷却手段であるコールドヘッド22に設
けた冷却導入部材であり、通常は電子デバイス24の下に
配置されて入出力用同軸コネクタ26に接続されており、
このように冷却導入部材28を介することによって電子デ
バイス24がその本体をコールドヘッド22に対し離隔した
状態で搭載されて真空断熱容器21内に収容されるととも
に、この冷却導入部材28を介して冷却手段22により入出
力用同軸コネクタ26が冷却される。
けた冷却導入部材であり、通常は電子デバイス24の下に
配置されて入出力用同軸コネクタ26に接続されており、
このように冷却導入部材28を介することによって電子デ
バイス24がその本体をコールドヘッド22に対し離隔した
状態で搭載されて真空断熱容器21内に収容されるととも
に、この冷却導入部材28を介して冷却手段22により入出
力用同軸コネクタ26が冷却される。
【００２７】このとき、冷却導入部材28と電子デバイス
24の入出力用同軸コネクタ26との接続部分の大きさを調
整することにより、入出力用同軸コネクタ26を熱伝導に
よって冷却するために必要な、同図中に点線で示した断
面29の断面積を、電子デバイス24の本体を介した熱伝導
によって電子回路23を冷却するために必要な、同図中に
同じく点線で示した断面30の断面積より大きくすること
により、冷却導入部材28によって入出力用同軸コネクタ
26が集中的に冷却されるようにしている。このような冷
却構造としたことにより、入出力用同軸コネクタ26の中
心導体をその中心導体を把持している熱伝導率が高い誘
電体を介して効率良く冷却することができ、電子回路23
の温度分布を改善することが可能となる。
24の入出力用同軸コネクタ26との接続部分の大きさを調
整することにより、入出力用同軸コネクタ26を熱伝導に
よって冷却するために必要な、同図中に点線で示した断
面29の断面積を、電子デバイス24の本体を介した熱伝導
によって電子回路23を冷却するために必要な、同図中に
同じく点線で示した断面30の断面積より大きくすること
により、冷却導入部材28によって入出力用同軸コネクタ
26が集中的に冷却されるようにしている。このような冷
却構造としたことにより、入出力用同軸コネクタ26の中
心導体をその中心導体を把持している熱伝導率が高い誘
電体を介して効率良く冷却することができ、電子回路23
の温度分布を改善することが可能となる。
【００２８】また、本発明の電子装置の実施の形態の他
の例を図１と同様の断面図で図２に示す。
の例を図１と同様の断面図で図２に示す。
【００２９】図２において、31は真空断熱容器、32は真
空断熱容器31内に配置され、例えば冷凍機とともに冷却
手段を構成するコールドヘッド、33は４Ｋ〜150 Ｋの温
度で動作させる電子回路、34はその電子回路33を具備し
た電子デバイスである。
空断熱容器31内に配置され、例えば冷凍機とともに冷却
手段を構成するコールドヘッド、33は４Ｋ〜150 Ｋの温
度で動作させる電子回路、34はその電子回路33を具備し
た電子デバイスである。
【００３０】35は真空断熱容器31の容器壁を貫通して設
置された真空封止した容器側入出力用コネクタであり、
通常は同軸コネクタを用いればよい。36および36’は電
子デバイス34に取り付けられて電子回路33と電気的に接
続されている入出力用同軸コネクタであり、少なくとも
入出力用同軸コネクタ36が中心導体を４Ｋ〜150 Ｋにお
ける熱伝導率が10Ｗ／ｍＫ以上の誘電体で把持している
ものであることが特徴である。この場合、入出力用同軸
コネクタ36’の誘電体は、電気特性を低下させるもので
なければ、特に熱伝導率が高いものでなくともよい。
置された真空封止した容器側入出力用コネクタであり、
通常は同軸コネクタを用いればよい。36および36’は電
子デバイス34に取り付けられて電子回路33と電気的に接
続されている入出力用同軸コネクタであり、少なくとも
入出力用同軸コネクタ36が中心導体を４Ｋ〜150 Ｋにお
ける熱伝導率が10Ｗ／ｍＫ以上の誘電体で把持している
ものであることが特徴である。この場合、入出力用同軸
コネクタ36’の誘電体は、電気特性を低下させるもので
なければ、特に熱伝導率が高いものでなくともよい。
【００３１】37は容器側入出力用コネクタ35と入出力用
同軸コネクタ36とを電気的に接続するケーブル、38は外
部電気回路と容器側入出力用コネクタ35とを電気的に接
続するケーブル、39は入出力用同軸コネクタ36と36’と
を電気的に接続するケーブルである。
同軸コネクタ36とを電気的に接続するケーブル、38は外
部電気回路と容器側入出力用コネクタ35とを電気的に接
続するケーブル、39は入出力用同軸コネクタ36と36’と
を電気的に接続するケーブルである。
【００３２】40は冷却手段であるコールドヘッド32に設
けた冷却導入部材であり、通常は電子デバイス34の下に
配置されて入出力用同軸コネクタ36に接続されており、
このように冷却導入部材40を介することによって電子デ
バイス34がその本体をコールドヘッド32に対し離隔した
状態で搭載されて真空断熱容器31内に収納されるととも
に、この冷却導入部材40を介して冷却手段32により入出
力用同軸コネクタ36が冷却される。
けた冷却導入部材であり、通常は電子デバイス34の下に
配置されて入出力用同軸コネクタ36に接続されており、
このように冷却導入部材40を介することによって電子デ
バイス34がその本体をコールドヘッド32に対し離隔した
状態で搭載されて真空断熱容器31内に収納されるととも
に、この冷却導入部材40を介して冷却手段32により入出
力用同軸コネクタ36が冷却される。
【００３３】この例の構造によれば、入出力用同軸コネ
クタ36の中心導体をその中心導体を把持している熱伝導
率が高い誘電体を介して効率良く冷却して電子回路33の
温度分布を改善することができるとともに、電子デバイ
ス34の冷却源と熱流入源とがともに同じケーブル39であ
り、電子デバイス34のその他の部分はコールドヘッド32
とも離隔されて真空断熱されているため、電子デバイス
34ひいては電子回路33の温度分布をほとんどなくすこと
ができるものとなる。
クタ36の中心導体をその中心導体を把持している熱伝導
率が高い誘電体を介して効率良く冷却して電子回路33の
温度分布を改善することができるとともに、電子デバイ
ス34の冷却源と熱流入源とがともに同じケーブル39であ
り、電子デバイス34のその他の部分はコールドヘッド32
とも離隔されて真空断熱されているため、電子デバイス
34ひいては電子回路33の温度分布をほとんどなくすこと
ができるものとなる。
【００３４】なお、この例においては電子デバイス34は
冷却導入部材40に接続され保持されている入出力用同軸
コネクタ36からケーブル39によって支えられた構造とな
っているが、電子デバイス34とコールドヘッド32との間
には電子デバイス34を介して電子回路33の温度分布に支
障をきたさない程度の支えを設けてもよい。
冷却導入部材40に接続され保持されている入出力用同軸
コネクタ36からケーブル39によって支えられた構造とな
っているが、電子デバイス34とコールドヘッド32との間
には電子デバイス34を介して電子回路33の温度分布に支
障をきたさない程度の支えを設けてもよい。
【００３５】さらに、入出力用同軸コネクタ36とケーブ
ル39を使用せず入出力用同軸コネクタ36’を中心導体を
４Ｋ〜150 Ｋにおける熱伝導率が10Ｗ／ｍＫ以上の誘電
体で把持しているものとしてそれに冷却導入部材40を接
続する構造としてもよく、入出力用同軸コネクタ36’を
介さずにケーブル39から直接電子回路33に電気的接続を
してもよい。
ル39を使用せず入出力用同軸コネクタ36’を中心導体を
４Ｋ〜150 Ｋにおける熱伝導率が10Ｗ／ｍＫ以上の誘電
体で把持しているものとしてそれに冷却導入部材40を接
続する構造としてもよく、入出力用同軸コネクタ36’を
介さずにケーブル39から直接電子回路33に電気的接続を
してもよい。
【００３６】ここで、本発明の電子装置における電子デ
バイスに対する熱流入の流れを、図１に示した電子デバ
イス24を例にとって図３に図６と同様の斜視図で示す。
なお、図３において図１と同様の箇所には同じ符号を付
してあり、破線の矢印は熱の流れを表している。
バイスに対する熱流入の流れを、図１に示した電子デバ
イス24を例にとって図３に図６と同様の斜視図で示す。
なお、図３において図１と同様の箇所には同じ符号を付
してあり、破線の矢印は熱の流れを表している。
【００３７】図３に示したように、本発明の電子装置の
電子デバイス24においては、入出力用同軸コネクタ26の
誘電体43の４Ｋ〜150 Ｋにおける熱伝導率が10Ｗ／ｍＫ
以上と高いことから、外部から中心導体42を通ってきた
熱流入はその中心導体42を把持している誘電体43を通し
て外導体41に効率良く拡散して伝わり、電子デバイス24
の外部に放熱されることが分かる。従って、この誘電体
43を伝わる熱を集中的に冷却することにより、外部から
の熱流入を入出力用同軸コネクタ26でせき止めることが
できる。また、電子デバイス24は冷却導入部材28が接続
されている入出力用同軸コネクタ26の部分を除いて真空
断熱構造となっているため、この入出力用同軸コネクタ
26の部分の温度が電子デバイス24全体の温度となること
となり、電子回路23の温度分布はほとんど生じることは
ない。
電子デバイス24においては、入出力用同軸コネクタ26の
誘電体43の４Ｋ〜150 Ｋにおける熱伝導率が10Ｗ／ｍＫ
以上と高いことから、外部から中心導体42を通ってきた
熱流入はその中心導体42を把持している誘電体43を通し
て外導体41に効率良く拡散して伝わり、電子デバイス24
の外部に放熱されることが分かる。従って、この誘電体
43を伝わる熱を集中的に冷却することにより、外部から
の熱流入を入出力用同軸コネクタ26でせき止めることが
できる。また、電子デバイス24は冷却導入部材28が接続
されている入出力用同軸コネクタ26の部分を除いて真空
断熱構造となっているため、この入出力用同軸コネクタ
26の部分の温度が電子デバイス24全体の温度となること
となり、電子回路23の温度分布はほとんど生じることは
ない。
【００３８】このため、従来の電子装置における電子デ
バイス４のように外部からの熱流入が中心導体42を通っ
て電子回路24に到達して電子回路23中を拡散していくこ
とはなく、電子回路23に温度分布が発生したり、電子回
路23内部に局所的な温度上昇が発生してしまうことがな
くなり、その結果、電子回路23の特性が当初の設計通り
に得られなくなったり、極低温に近い温度に冷却して使
用する電子デバイス24として電子回路23に超電導体薄膜
を用いた場合にも、局所的な温度上昇が超電導状態を破
壊して電子回路23の特性を著しく低下させてしまうとい
うこともなくなる。
バイス４のように外部からの熱流入が中心導体42を通っ
て電子回路24に到達して電子回路23中を拡散していくこ
とはなく、電子回路23に温度分布が発生したり、電子回
路23内部に局所的な温度上昇が発生してしまうことがな
くなり、その結果、電子回路23の特性が当初の設計通り
に得られなくなったり、極低温に近い温度に冷却して使
用する電子デバイス24として電子回路23に超電導体薄膜
を用いた場合にも、局所的な温度上昇が超電導状態を破
壊して電子回路23の特性を著しく低下させてしまうとい
うこともなくなる。
【００３９】本発明の電子装置において、真空断熱容器
21・31は、真空による断熱を有効に行なうために10-3Ｔ
ｏｒｒ以下の真空度を保つ気密性と、高真空でもその構
造を保つ強度を有するものであれば、種々の真空容器を
使用することができる。その材質としては、気密性が高
く加工しやすい金属として特にＳＵＳ等が好適に用いら
れる。
21・31は、真空による断熱を有効に行なうために10-3Ｔ
ｏｒｒ以下の真空度を保つ気密性と、高真空でもその構
造を保つ強度を有するものであれば、種々の真空容器を
使用することができる。その材質としては、気密性が高
く加工しやすい金属として特にＳＵＳ等が好適に用いら
れる。
【００４０】また、この真空断熱容器21・31は、真空容
器におけるいわゆる液体窒素トラップのように、その内
側の真空に接する部分の少なくとも一部がいわゆる液体
窒素温度である77.3Ｋ以下の温度に冷却されていること
が望ましい。これは、断熱真空容器21・３１の内部に残
留して存在するわずかな量の空気がその77.3Ｋ以下の温
度に冷却されている部分に触れることにより液化し、断
熱真空容器21・31内部の真空度が大幅に改善されて真空
による断熱効果がより一層増すからである。また、本発
明の電子装置において電子デバイス24・34の冷却効果を
より一層良好なものとするためには、外部からの各ケー
ブル27・27’・37・38・39や入出力用同軸コネクタ26・
36・36’、容器側入出力用コネクタ25・35を介しての熱
流入を十分に抑制する真空断熱が良好にできていること
が望ましく、そのための好適条件としても、真空断熱容
器21・31の内側の真空に接する部分の少なくとも一部が
77.3Ｋ以下の温度に冷却されていることが望ましい。
器におけるいわゆる液体窒素トラップのように、その内
側の真空に接する部分の少なくとも一部がいわゆる液体
窒素温度である77.3Ｋ以下の温度に冷却されていること
が望ましい。これは、断熱真空容器21・３１の内部に残
留して存在するわずかな量の空気がその77.3Ｋ以下の温
度に冷却されている部分に触れることにより液化し、断
熱真空容器21・31内部の真空度が大幅に改善されて真空
による断熱効果がより一層増すからである。また、本発
明の電子装置において電子デバイス24・34の冷却効果を
より一層良好なものとするためには、外部からの各ケー
ブル27・27’・37・38・39や入出力用同軸コネクタ26・
36・36’、容器側入出力用コネクタ25・35を介しての熱
流入を十分に抑制する真空断熱が良好にできていること
が望ましく、そのための好適条件としても、真空断熱容
器21・31の内側の真空に接する部分の少なくとも一部が
77.3Ｋ以下の温度に冷却されていることが望ましい。
【００４１】このように真空断熱容器21・31の内側の真
空に接する部分の少なくとも一部を77.3Ｋ以下の温度に
冷却するには、例えば冷却手段として冷凍機により最も
低温に冷却されるコールドヘッド22・32の温度を77.3Ｋ
以下にすればよい。
空に接する部分の少なくとも一部を77.3Ｋ以下の温度に
冷却するには、例えば冷却手段として冷凍機により最も
低温に冷却されるコールドヘッド22・32の温度を77.3Ｋ
以下にすればよい。
【００４２】コールドヘッド（冷却手段）22・32は、熱
伝導率が高い金属やセラミックス等により構成されてい
る。また、これらコールドヘッド22・32は、例えば冷凍
機に対して熱伝導の良い接着剤や熱伝導の良い半田・ろ
う材もしくは熱伝導の良い金属製のネジ等で固定するこ
とが好ましい。
伝導率が高い金属やセラミックス等により構成されてい
る。また、これらコールドヘッド22・32は、例えば冷凍
機に対して熱伝導の良い接着剤や熱伝導の良い半田・ろ
う材もしくは熱伝導の良い金属製のネジ等で固定するこ
とが好ましい。
【００４３】電子回路23・33は４Ｋ〜150 Ｋの温度に冷
却して動作させるものであり、150Ｋ以下の温度に冷却
して動作させることが必要な種々の電子回路が用いられ
る。
却して動作させるものであり、150Ｋ以下の温度に冷却
して動作させることが必要な種々の電子回路が用いられ
る。
【００４４】他方、４Ｋ未満の温度ではすべての材料の
熱伝導率が極度に低下してしまい、またケーブルの中心
導体を通しての熱流入もなくなるため、本発明の電子装
置の構成による作用効果が得られなくなる。
熱伝導率が極度に低下してしまい、またケーブルの中心
導体を通しての熱流入もなくなるため、本発明の電子装
置の構成による作用効果が得られなくなる。
【００４５】電子回路23・33はこのような温度において
動作させるものであればどのような電子回路であっても
よいが、本発明の電子装置に対して好適に適用されるも
のとしては、いわゆる液体窒素温度である77.3Ｋ以下も
しくはそれ以下の温度に冷却して動作させるものであ
る。このような電子回路23・33を使用する本発明の電子
装置が適用される機器の例としては、例えば赤外線カメ
ラや走査型電子顕微鏡・透過型電子顕微鏡・冷却仕様の
ＣＣＤカメラ・ＭＲＩ（磁気共鳴画像診断装置）等があ
る。また、電子回路23・33としてより好適に適用される
ものは超電導体を用いた高周波回路やデジタル回路であ
る。
動作させるものであればどのような電子回路であっても
よいが、本発明の電子装置に対して好適に適用されるも
のとしては、いわゆる液体窒素温度である77.3Ｋ以下も
しくはそれ以下の温度に冷却して動作させるものであ
る。このような電子回路23・33を使用する本発明の電子
装置が適用される機器の例としては、例えば赤外線カメ
ラや走査型電子顕微鏡・透過型電子顕微鏡・冷却仕様の
ＣＣＤカメラ・ＭＲＩ（磁気共鳴画像診断装置）等があ
る。また、電子回路23・33としてより好適に適用される
ものは超電導体を用いた高周波回路やデジタル回路であ
る。
【００４６】電子デバイス24・34は４Ｋ〜150 Ｋの温度
に冷却して動作させる電子回路23・33を具備するととも
に、中心導体42を４Ｋ〜150 Ｋにおける熱伝導率が10Ｗ
／ｍＫ以上の誘電体43で把持している入出力用同軸コネ
クタ26・36を備えたものであり、その構造は使用周波数
によっても異なるが、例えばセミリジッド同軸ケーブル
を接続する同軸コネクタとしてはＮ型・ＳＭＡ型・ＳＭ
Ｂ型・Ｋ型・Ｗ型等が用いられる。また、外部の電子機
器との高周波電流の入出力を低損失で行なうために、入
出力用同軸コネクタ26・36のインピーダンスは50Ωもし
くは75Ωとされる。
に冷却して動作させる電子回路23・33を具備するととも
に、中心導体42を４Ｋ〜150 Ｋにおける熱伝導率が10Ｗ
／ｍＫ以上の誘電体43で把持している入出力用同軸コネ
クタ26・36を備えたものであり、その構造は使用周波数
によっても異なるが、例えばセミリジッド同軸ケーブル
を接続する同軸コネクタとしてはＮ型・ＳＭＡ型・ＳＭ
Ｂ型・Ｋ型・Ｗ型等が用いられる。また、外部の電子機
器との高周波電流の入出力を低損失で行なうために、入
出力用同軸コネクタ26・36のインピーダンスは50Ωもし
くは75Ωとされる。
【００４７】入出力用同軸コネクタ26・36は前述のよう
に中心導体42を４Ｋ〜150 Ｋにおける熱伝導率が10Ｗ／
ｍＫ以上の誘電体43で把持しているものである。これ
は、例えば一般的な入出力用同軸コネクタの中心導体の
断面積がおよそ0.8 ｍｍ2 であり、そのコネクタ内での
中心導体とそれを把持している誘電体との接触断面積が
およそ32ｍｍ2 であり、断面積比として約40倍異なって
いることから、例えば一般的な中心導体の材料である銅
の150 Ｋにおける熱伝導率である400 Ｗ／ｍＫの40分の
１である10Ｗ／ｍＫ以上であることが好適であることに
基づく。このような熱伝導率を有する誘電体を用いるこ
とにより、外部からの熱流入は入出力用同軸コネクタ26
・36の中心導体42を通して電子回路23・33には流れにく
くなり、入出力用同軸コネクタ26・36の誘電体43を通し
て冷却導入部材28・40および冷却手段22・32により電子
デバイス24・34の外部に放熱されることになる。
に中心導体42を４Ｋ〜150 Ｋにおける熱伝導率が10Ｗ／
ｍＫ以上の誘電体43で把持しているものである。これ
は、例えば一般的な入出力用同軸コネクタの中心導体の
断面積がおよそ0.8 ｍｍ2 であり、そのコネクタ内での
中心導体とそれを把持している誘電体との接触断面積が
およそ32ｍｍ2 であり、断面積比として約40倍異なって
いることから、例えば一般的な中心導体の材料である銅
の150 Ｋにおける熱伝導率である400 Ｗ／ｍＫの40分の
１である10Ｗ／ｍＫ以上であることが好適であることに
基づく。このような熱伝導率を有する誘電体を用いるこ
とにより、外部からの熱流入は入出力用同軸コネクタ26
・36の中心導体42を通して電子回路23・33には流れにく
くなり、入出力用同軸コネクタ26・36の誘電体43を通し
て冷却導入部材28・40および冷却手段22・32により電子
デバイス24・34の外部に放熱されることになる。
【００４８】このような入出力用同軸コネクタ26・36の
誘電体42の材料として、特に絶縁性に優れかつ熱伝導率
が高い酸化アルミニウム質焼結体（熱伝導率：約20Ｗ／
ｍＫ）または窒化アルミニウム質焼結体（熱伝導率：約
320 Ｗ／ｍＫ）または炭化珪素質焼結体（熱伝導率：約
490 Ｗ／ｍＫ）を使用することにより、高い熱伝導率に
より一層効率良く放熱ができるものとなり、外部からの
熱流入をより効果的に入出力用同軸コネクタ26・36の誘
電体42を通して電子デバイス24・34の外部へ放熱し、せ
き止めることができるものとなる。
誘電体42の材料として、特に絶縁性に優れかつ熱伝導率
が高い酸化アルミニウム質焼結体（熱伝導率：約20Ｗ／
ｍＫ）または窒化アルミニウム質焼結体（熱伝導率：約
320 Ｗ／ｍＫ）または炭化珪素質焼結体（熱伝導率：約
490 Ｗ／ｍＫ）を使用することにより、高い熱伝導率に
より一層効率良く放熱ができるものとなり、外部からの
熱流入をより効果的に入出力用同軸コネクタ26・36の誘
電体42を通して電子デバイス24・34の外部へ放熱し、せ
き止めることができるものとなる。
【００４９】中でも、酸化アルミニウム質焼結体を用い
ると、その熱伝導率が低温で増大する性質があるため
に、本発明の電子装置に特に好適なものとなる。
ると、その熱伝導率が低温で増大する性質があるため
に、本発明の電子装置に特に好適なものとなる。
【００５０】なお、これら酸化アルミニウム質焼結体・
窒化アルミニウム質焼結体炭化珪素質焼結体は、それぞ
れＡｌ2 Ｏ3 ・ＡｌＮ・ＳｉＣを主成分としているもの
であるが、実用上不可避の不純物や他の特性を向上させ
る目的で添加される成分等を含んでいてもよい。また、
これらＡｌ2 Ｏ3 ・ＡｌＮ・ＳｉＣは熱伝導率の観点か
らは単結晶であることが最適であるが、多結晶であって
も何ら問題はない。
窒化アルミニウム質焼結体炭化珪素質焼結体は、それぞ
れＡｌ2 Ｏ3 ・ＡｌＮ・ＳｉＣを主成分としているもの
であるが、実用上不可避の不純物や他の特性を向上させ
る目的で添加される成分等を含んでいてもよい。また、
これらＡｌ2 Ｏ3 ・ＡｌＮ・ＳｉＣは熱伝導率の観点か
らは単結晶であることが最適であるが、多結晶であって
も何ら問題はない。
【００５１】ケーブル27・27’・37・38・39は、従来の
同様の電子装置において使用される同軸ケーブルを用い
ればよく、収納される電子回路23・33の仕様や特性に応
じて適宜選択すればよい。中でも、外導体がパイプ状金
属等により構成されて外部に露出しているセミリジッド
同軸ケーブルを用いると、ケーブル表面からケーブルを
直接冷却しやすく、電子デバイス23・33への熱流入をさ
らに低減できる点で好ましいものとなる。この場合、入
出力用同軸コネクタ26・36・36’としては前述のセミリ
ジッド同軸ケーブル用コネクタを用い、その誘電体を４
Ｋ〜150 Ｋにおける熱伝導率が10Ｗ／ｍＫ以上のものと
するとよい。
同様の電子装置において使用される同軸ケーブルを用い
ればよく、収納される電子回路23・33の仕様や特性に応
じて適宜選択すればよい。中でも、外導体がパイプ状金
属等により構成されて外部に露出しているセミリジッド
同軸ケーブルを用いると、ケーブル表面からケーブルを
直接冷却しやすく、電子デバイス23・33への熱流入をさ
らに低減できる点で好ましいものとなる。この場合、入
出力用同軸コネクタ26・36・36’としては前述のセミリ
ジッド同軸ケーブル用コネクタを用い、その誘電体を４
Ｋ〜150 Ｋにおける熱伝導率が10Ｗ／ｍＫ以上のものと
するとよい。
【００５２】また、電子回路23・33に接続するケーブル
の本数に特に制限はなく、その電子回路23・33に要求さ
れる本数を接続すればよい。複数本のケーブル同士の並
びにも特に制限はなく、それらのケーブルに接続される
電子デバイスの入出力用同軸コネクタが冷却導入部材に
接続されて冷却される構造となっていれば、必要な配線
形態を任意に採用すればよいことは言うまでもない。
の本数に特に制限はなく、その電子回路23・33に要求さ
れる本数を接続すればよい。複数本のケーブル同士の並
びにも特に制限はなく、それらのケーブルに接続される
電子デバイスの入出力用同軸コネクタが冷却導入部材に
接続されて冷却される構造となっていれば、必要な配線
形態を任意に採用すればよいことは言うまでもない。
【００５３】そして、入出力用同軸コネクタ26・36に接
続される冷却導入部材28・40は、例えば入出力用同軸コ
ネクタ26・36を高効率に冷却するために、熱伝導率の高
い金属やセラミックス等により構成すればよい。
続される冷却導入部材28・40は、例えば入出力用同軸コ
ネクタ26・36を高効率に冷却するために、熱伝導率の高
い金属やセラミックス等により構成すればよい。
【００５４】
【実施例】以下、本発明の電子装置について具体例を示
す。 〔例１〕以下のような構造ならびに条件により、図１に
示した構成の本発明の電子装置を作製した。
す。 〔例１〕以下のような構造ならびに条件により、図１に
示した構成の本発明の電子装置を作製した。
【００５５】電子回路23：長さ20ｍｍ×幅20ｍｍ×厚み
0.5 ｍｍのＬａＡｌＯ3 基板上に作製した超電導フィル
タ 電子デバイス24の筐体：銅製 入出力用同軸コネクタ26：誘電体に多結晶酸化アルミニ
ウム質焼結体を用いたＳＭＡ同軸コネクタ ケーブル27：長さ10ｃｍの0.028 インチ径セミリジッド
同軸ケーブル 冷却手段22の温度：50Ｋ 電子装置の外部環境温度：300 Ｋ そして、電子デバイス24ならびに電子回路23上の下記Ａ
〜Ｄの４点の温度分布を熱電対を用いて測定したとこ
ろ、次のような結果であった。
0.5 ｍｍのＬａＡｌＯ3 基板上に作製した超電導フィル
タ 電子デバイス24の筐体：銅製 入出力用同軸コネクタ26：誘電体に多結晶酸化アルミニ
ウム質焼結体を用いたＳＭＡ同軸コネクタ ケーブル27：長さ10ｃｍの0.028 インチ径セミリジッド
同軸ケーブル 冷却手段22の温度：50Ｋ 電子装置の外部環境温度：300 Ｋ そして、電子デバイス24ならびに電子回路23上の下記Ａ
〜Ｄの４点の温度分布を熱電対を用いて測定したとこ
ろ、次のような結果であった。
【００５６】
Ａ（場所：入出力用同軸コネクタ26上の電子デバイス24表面） ：60Ｋ
Ｂ（場所：一方の入出力用同軸コネクタ26側の電子回路23端部表面）：58Ｋ
Ｃ（場所：電子回路23の中央部表面） ：56Ｋ
Ｄ（場所：他方の入出力用同軸コネクタ26側の電子回路23端部表面）：58Ｋ
このように、本発明の電子装置によれば、４Ｋ〜150 Ｋ
の温度に冷却して動作させる電子回路23内の温度差が２
Ｋ（＝２℃）と極めて小さなものであった。
の温度に冷却して動作させる電子回路23内の温度差が２
Ｋ（＝２℃）と極めて小さなものであった。
【００５７】〔例２〕以下のような構造ならびに条件に
より、図２に示した構成の本発明の電子装置を作製し
た。
より、図２に示した構成の本発明の電子装置を作製し
た。
【００５８】電子回路33：長さ20ｍｍ×幅20ｍｍ×厚み
0.5 ｍｍのＬａＡｌＯ3 基板上に作製した超電導フィル
タ 電子デバイス34の筐体：銅製 入出力用同軸コネクタ36：誘電体に多結晶酸化アルミニ
ウム質焼結体を用いたＳＭＡ同軸コネクタ 入出力用同軸コネクタ36’：誘電体に四弗化樹脂を用い
たＳＭＡ同軸コネクタ ケーブル37：長さ５ｃｍの0.028 インチ径セミリジッド
同軸ケーブル ケーブル39：長さ３ｃｍの0.028 インチ径セミリジッド
同軸ケーブル 冷却手段32の温度：50Ｋ 電子装置の外部環境温度：300 Ｋ そして、電子デバイス34ならびに電子回路33上の下記Ａ
〜Ｄの４点の温度分布を熱電対を用いて測定したとこ
ろ、次のような結果であった。
0.5 ｍｍのＬａＡｌＯ3 基板上に作製した超電導フィル
タ 電子デバイス34の筐体：銅製 入出力用同軸コネクタ36：誘電体に多結晶酸化アルミニ
ウム質焼結体を用いたＳＭＡ同軸コネクタ 入出力用同軸コネクタ36’：誘電体に四弗化樹脂を用い
たＳＭＡ同軸コネクタ ケーブル37：長さ５ｃｍの0.028 インチ径セミリジッド
同軸ケーブル ケーブル39：長さ３ｃｍの0.028 インチ径セミリジッド
同軸ケーブル 冷却手段32の温度：50Ｋ 電子装置の外部環境温度：300 Ｋ そして、電子デバイス34ならびに電子回路33上の下記Ａ
〜Ｄの４点の温度分布を熱電対を用いて測定したとこ
ろ、次のような結果であった。
【００５９】
Ａ（場所：入出力用同軸コネクタ36’上の電子デバイス34表面） ：70Ｋ
Ｂ（場所：電子回路33の入出力用同軸コネクタ36’側の端部表面）：68Ｋ
Ｃ（場所：電子回路33の中央部表面） ：68Ｋ
Ｄ（場所：電子回路33の他方側の端部表面） ：68Ｋ
このように、本発明の電子装置によれば、４Ｋ〜150 Ｋ
の温度に冷却して動作させる電子回路33内の温度差がな
く、均一な温度分布であった。
の温度に冷却して動作させる電子回路33内の温度差がな
く、均一な温度分布であった。
【００６０】〔例３〕（比較例）
以下のような構造ならびに条件により、図４に示した構
成の従来の電子装置を作製した。
成の従来の電子装置を作製した。
【００６１】電子回路３：長さ20ｍｍ×幅20ｍｍ×厚み
0.5 ｍｍのＬａＡｌＯ3 基板上に作製した超電導フィル
タ 電子デバイス４の筐体：銅製 入出力用同軸コネクタ６：誘電体に四弗化樹脂を用いた
ＳＭＡ同軸コネクタ ケーブル７：長さ10ｃｍの0.028 インチ径セミリジッド
同軸ケーブル 冷却手段２の温度：50Ｋ 電子装置の外部環境温度：300 Ｋ そして、電子デバイス４ならびに電子回路３上の下記Ａ
〜Ｄの４点の温度分布を熱電対を用いて測定したとこ
ろ、次のような結果であった。
0.5 ｍｍのＬａＡｌＯ3 基板上に作製した超電導フィル
タ 電子デバイス４の筐体：銅製 入出力用同軸コネクタ６：誘電体に四弗化樹脂を用いた
ＳＭＡ同軸コネクタ ケーブル７：長さ10ｃｍの0.028 インチ径セミリジッド
同軸ケーブル 冷却手段２の温度：50Ｋ 電子装置の外部環境温度：300 Ｋ そして、電子デバイス４ならびに電子回路３上の下記Ａ
〜Ｄの４点の温度分布を熱電対を用いて測定したとこ
ろ、次のような結果であった。
【００６２】
Ａ（場所：入出力用同軸コネクタ６上の電子デバイス４表面） ：58Ｋ
Ｂ（場所：一方の入出力用同軸コネクタ６側の電子回路３端部表面）：65Ｋ
Ｃ（場所：電子回路３の中央部表面） ：60Ｋ
Ｄ（場所：他方の入出力用同軸コネクタ６側の電子回路３端部表面）：65Ｋ
このように、従来の電子装置によれば、４Ｋ〜150 Ｋの
温度に冷却して動作させる電子回路３内の温度差が５Ｋ
（＝５℃）もあり、大きなものであった。また、〔例
１〕の本発明の電子装置における結果と比較すると、電
子回路の端部（ＢもしくはＤ）で７Ｋ（＝７℃）もの温
度上昇が見られた。これらは、電子回路３の使用上の特
性を設計値に合わせる上での大きな障害となるものであ
り、実用上問題となるような結果であった。また、特に
電子回路３に臨界温度が80Ｋから120 Ｋ程度の酸化物超
電導体を用いた場合には超電導特性を低下させる、実用
上問題となるような温度分布であった。
温度に冷却して動作させる電子回路３内の温度差が５Ｋ
（＝５℃）もあり、大きなものであった。また、〔例
１〕の本発明の電子装置における結果と比較すると、電
子回路の端部（ＢもしくはＤ）で７Ｋ（＝７℃）もの温
度上昇が見られた。これらは、電子回路３の使用上の特
性を設計値に合わせる上での大きな障害となるものであ
り、実用上問題となるような結果であった。また、特に
電子回路３に臨界温度が80Ｋから120 Ｋ程度の酸化物超
電導体を用いた場合には超電導特性を低下させる、実用
上問題となるような温度分布であった。
【００６３】なお、本発明は以上の例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更
・改良を施すことは何ら差し支えない。例えば、冷却手
段22・32による冷却源に冷凍機の代わりに液体窒素や液
体ヘリウム等の液体ガスを用いてもよい。また、電子デ
バイス24・34を真空断熱の代わりに発泡スチロール等の
超低熱伝導材料を用いて断熱してもよい。
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更
・改良を施すことは何ら差し支えない。例えば、冷却手
段22・32による冷却源に冷凍機の代わりに液体窒素や液
体ヘリウム等の液体ガスを用いてもよい。また、電子デ
バイス24・34を真空断熱の代わりに発泡スチロール等の
超低熱伝導材料を用いて断熱してもよい。
【００６４】
【発明の効果】本発明の電子装置によれば、４Ｋ〜150
Ｋの温度に冷却して動作させる電子回路を具備する電子
デバイスを、その入出力用同軸コネクタに接続した冷却
導入部材を介して、冷却手段に対し離隔した状態で搭載
するとともに、電子デバイスの入出力用同軸コネクタを
中心導体が４Ｋ〜150 Ｋにおける熱伝導率が10Ｗ／ｍＫ
以上の誘電体で把持しているものとしたことから、冷却
手段による冷却が電子デバイス本体よりも入出力用同軸
コネクタを集中的に冷却することとなり、入出力用同軸
コネクタの中心導体がそれを把持している熱伝導率が高
い誘電体を介して効率良く冷却されるので、外部からの
熱流入が中心導体を通ってくることがなくなるととも
に、電子回路で発生した熱も中心導体から入出力用同軸
コネクタの誘電体を通して効率良く冷却手段に放熱さ
れ、電子回路に温度分布が発生したり、電子回路内部に
局所的な温度上昇が発生することがなくなった。
Ｋの温度に冷却して動作させる電子回路を具備する電子
デバイスを、その入出力用同軸コネクタに接続した冷却
導入部材を介して、冷却手段に対し離隔した状態で搭載
するとともに、電子デバイスの入出力用同軸コネクタを
中心導体が４Ｋ〜150 Ｋにおける熱伝導率が10Ｗ／ｍＫ
以上の誘電体で把持しているものとしたことから、冷却
手段による冷却が電子デバイス本体よりも入出力用同軸
コネクタを集中的に冷却することとなり、入出力用同軸
コネクタの中心導体がそれを把持している熱伝導率が高
い誘電体を介して効率良く冷却されるので、外部からの
熱流入が中心導体を通ってくることがなくなるととも
に、電子回路で発生した熱も中心導体から入出力用同軸
コネクタの誘電体を通して効率良く冷却手段に放熱さ
れ、電子回路に温度分布が発生したり、電子回路内部に
局所的な温度上昇が発生することがなくなった。
【００６５】また、電子回路の特性が当初の設計通りに
得られないという問題点もなく、極低温に近い温度に冷
却して使用する電子回路として超電導体薄膜を用いた場
合であっても、局所的な温度上昇が超電導状態を破壊し
たり、電子回路の特性を著しく低下させてしまうことは
ないため、４Ｋ〜150 Ｋの温度に冷却して動作させる電
子回路を安定して動作させることができる電子装置とな
った。
得られないという問題点もなく、極低温に近い温度に冷
却して使用する電子回路として超電導体薄膜を用いた場
合であっても、局所的な温度上昇が超電導状態を破壊し
たり、電子回路の特性を著しく低下させてしまうことは
ないため、４Ｋ〜150 Ｋの温度に冷却して動作させる電
子回路を安定して動作させることができる電子装置とな
った。
【００６６】また、入出力用同軸コネクタの誘電体が酸
化アルミニウム質焼結体または窒化アルミニウム質焼結
体または炭化珪素質焼結体から成る場合には、いずれも
高い熱伝導率を有するとともに高い絶縁性も有してお
り、しかも熱伝導率が低温で増大する傾向を有している
ことから、極めて冷却効率の優れたものとなり、４Ｋ〜
150 Ｋの温度に冷却して動作させる電子回路を極めて安
定して動作させることができる電子装置となった。
化アルミニウム質焼結体または窒化アルミニウム質焼結
体または炭化珪素質焼結体から成る場合には、いずれも
高い熱伝導率を有するとともに高い絶縁性も有してお
り、しかも熱伝導率が低温で増大する傾向を有している
ことから、極めて冷却効率の優れたものとなり、４Ｋ〜
150 Ｋの温度に冷却して動作させる電子回路を極めて安
定して動作させることができる電子装置となった。
【００６７】以上により、４Ｋ〜150 Ｋの温度のような
低温に冷却して動作させる電子回路を具備する電子デバ
イスを収容して安定に動作させるのに好適な、効率の良
い冷却構造を有する電子装置を提供することができた。
低温に冷却して動作させる電子回路を具備する電子デバ
イスを収容して安定に動作させるのに好適な、効率の良
い冷却構造を有する電子装置を提供することができた。
【図１】本発明の電子装置の実施の形態の一例を示す断
面図である。
面図である。
【図２】本発明の電子装置の実施の形態の他の例を示す
断面図である。
断面図である。
【図３】本発明の電子装置における、入出力用同軸コネ
クタによる電子デバイスに対する熱流入の流れを示す斜
視図である。
クタによる電子デバイスに対する熱流入の流れを示す斜
視図である。
【図４】従来の電子装置の構造を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ容器側入出力用コ
ネクタ・入出力用同軸コネクタ・ケーブルの例を示す正
面図および側面図である。
ネクタ・入出力用同軸コネクタ・ケーブルの例を示す正
面図および側面図である。
【図６】従来の電子装置における、入出力用同軸コネク
タによる電子デバイスに対する熱流入の流れを示す斜視
図である。
タによる電子デバイスに対する熱流入の流れを示す斜視
図である。
21、31・・・・・真空断熱容器
22、32・・・・・コールドヘッド（冷却手段）
23、33・・・・・電子回路
24、34・・・・・電子デバイス
26、36・・・・・入出力用同軸コネクタ
28、40・・・・・冷却導入部材
43・・・・・・・誘電体
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 23/00 - 23/10
H01L 23/16 - 23/26
G01J 5/02
H01L 23/34 - 23/473
H05K 7/20
Claims (2)
- 【請求項１】 真空断熱容器の内部に、４Ｋ〜１５０Ｋ
の温度に冷却して動作させる電子回路ならびに入出力用
同軸コネクタを具備する電子デバイスと、前記入出力用
同軸コネクタに接続した冷却導入部材を介して前記電子
デバイスを４Ｋ〜１５０Ｋの温度に冷却する冷却手段と
を収容して成る電子装置であって、前記電子デバイスを
前記冷却手段に対し離隔した状態で搭載し、かつ、前記
入出力用同軸コネクタは中心導体を４Ｋ〜１５０Ｋにお
いて１０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有する誘電体で把持
していることを特徴とする電子装置。 - 【請求項２】 前記入出力用同軸コネクタの誘電体が酸
化アルミニウム質焼結体または窒化アルミニウム質焼結
体または炭化珪素質焼結体から成ることを特徴とする請
求項１記載の電子装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13893797A JP3398300B2 (ja) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | 電子装置 |
| US09/085,674 US5950444A (en) | 1997-05-28 | 1998-05-27 | Electronic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13893797A JP3398300B2 (ja) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | 電子装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10335512A JPH10335512A (ja) | 1998-12-18 |
| JP3398300B2 true JP3398300B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=15233640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13893797A Expired - Fee Related JP3398300B2 (ja) | 1997-05-28 | 1997-05-28 | 電子装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5950444A (ja) |
| JP (1) | JP3398300B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19704485C2 (de) * | 1997-02-07 | 1998-11-19 | Siemens Ag | Stromzuführungsvorrichtung für eine gekühlte elektrische Einrichtung |
| JP2000114609A (ja) * | 1998-10-07 | 2000-04-21 | Fujitsu Ltd | 断熱槽、恒温槽およびクライオスタット |
| IL127147A0 (en) * | 1998-11-19 | 1999-09-22 | Ricor | A cooling device for rf filters and a low noise amplifier |
| US6376807B1 (en) * | 1999-07-09 | 2002-04-23 | Applied Materials, Inc. | Enhanced cooling IMP coil support |
| US7410484B2 (en) | 2003-01-15 | 2008-08-12 | Cryodynamics, Llc | Cryotherapy probe |
| US7083612B2 (en) * | 2003-01-15 | 2006-08-01 | Cryodynamics, Llc | Cryotherapy system |
| US7273479B2 (en) * | 2003-01-15 | 2007-09-25 | Cryodynamics, Llc | Methods and systems for cryogenic cooling |
| JP4126029B2 (ja) * | 2004-05-19 | 2008-07-30 | 富士通株式会社 | 高周波回路冷却装置 |
| CN101616565A (zh) * | 2008-06-27 | 2009-12-30 | 富准精密工业(深圳)有限公司 | 散热装置 |
| US8776542B2 (en) * | 2009-12-25 | 2014-07-15 | Canon Anelva Corporation | Cooling system |
| DE102011052738A1 (de) * | 2011-08-16 | 2013-02-21 | Leica Microsystems Cms Gmbh | Detektorvorrichtung |
| AU2014327045B2 (en) | 2013-09-24 | 2019-08-08 | Adagio Medical, Inc. | Endovascular near critical fluid based cryoablation catheter and related methods |
| EP3131487A4 (en) | 2014-04-17 | 2017-12-13 | Adagio Medical, Inc. | Endovascular near critical fluid based cryoablation catheter having plurality of preformed treatment shapes |
| CN107205766B (zh) | 2014-11-13 | 2020-04-14 | 艾达吉欧医疗公司 | 压力调控的冷冻消融系统及相关方法 |
| JP6495790B2 (ja) * | 2015-09-14 | 2019-04-03 | 株式会社東芝 | 断熱導波路及び無線通信装置 |
| EP3349676A4 (en) | 2015-09-18 | 2019-05-15 | Adagio Medical, Inc. | TISSUE CONTACT VERIFICATION SYSTEM |
| US10864031B2 (en) | 2015-11-30 | 2020-12-15 | Adagio Medical, Inc. | Ablation method for creating elongate continuous lesions enclosing multiple vessel entries |
| CN111225626B (zh) | 2017-09-05 | 2023-11-14 | 艾达吉欧医疗公司 | 具有形状记忆探针的消融导管 |
| WO2019139917A1 (en) | 2018-01-10 | 2019-07-18 | Adagio Medical, Inc. | Cryoablation element with conductive liner |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1482967A (en) * | 1973-10-24 | 1977-08-17 | Siemens Ag | Superconductive electric cable and cooling apparatus therefor |
| US3902143A (en) * | 1974-06-27 | 1975-08-26 | Nasa | Refrigerated coaxial coupling |
| US5442131A (en) * | 1993-07-23 | 1995-08-15 | Borgwarth; Dennis | High energy coaxial cable cooling apparatus |
-
1997
- 1997-05-28 JP JP13893797A patent/JP3398300B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-05-27 US US09/085,674 patent/US5950444A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5950444A (en) | 1999-09-14 |
| JPH10335512A (ja) | 1998-12-18 |
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