JPH03269378A - スクイッドベクトル磁束計のピックアップコイル - 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〉 本発明はスクイッド磁束計のピックアップコイルに関し
、更に詳しくは多数のピックアップコイルを半導体プロ
セス技術を用いて形成することにより製作の容易化をは
かったピックアップコイルに関する。

〈従来の技術〉 スクイッド磁束計は、ジョセフソン接合を有する超伝導
リングとこのコイルとともに超伝導リングを形成するイ
ンプットコイルと、このインプットコイルに結合するピ
ックアップコイルを含んで構成されており、超伝導リン
グに加わる外部磁界に対し磁束量子φｏ　　（２，０７
Ｘ１０”　ｗｂ）を周期とした電圧信号を出力するもの
で、高感度で磁束測定を行うことが出来る。

第５図はこの様なスクイッド磁束計（ＤＣ型）を示す一
般的な構成図である。図において、１はジョセフソン接
合部ＪＣを有する超伝導リング。

２はこの超伝導リング１に結合するインダクタンスＬ１
のインプットコイル、２１．２２は超伝導材料で出来た
インプットコイル２の端子、３はインダクタンスＬＰの
ピックアップコイルで、インプツトコイル２とともに超
伝導閉ループを構成するように端子２１．２２を介して
直列に接続されている。７は超伝導リング１からの出力
電圧を増幅する増幅器、９は超伝導リングに電流を供給
する電流源である。ここで、超伝導リング１．インプッ
トコイル２．端子２１，２２．ピックアップコイル３は
いずれもクライオスタット８内に収納され液体ヘリウム
中で超伝導状態に維持される。

第６図（ａ）、（ｂ）は磁場をベクトルとして検出する
ために３軸方向に配置されたピックアップコイルの従来
例を示す斜視図である。（ａ）図は球状のボビン４０に
３本のワイヤ（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ）を互いに直角
方向に巻回したものであり、ボビンの直径は例えば３０
ｍｍ程度である。（ｂ）図は一辺が３０ｍｍ程度の立方
体５０の３面にコイルパターンを形成した基板（５１ａ
。

５１ｂ、５１ｃ）を固定したものである。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、（ａ）に示すものはワイヤを手巻きしな
ければなないので生産性が悪いという問題があり、（ｂ
）図に示すものは基板を立方体に張付ける際の寸法精度
を上げることが難しく、また、検出している磁場の位置
が３軸とも離れているので異なる位置でのＸ＋　ｙ＋　
Ｚ成分を検出して終うという問題がある。即ち、ボビン
の直径や立方体の一辺の長さを小さくすればコイルを近
付けることができるが作業性が悪くなる。例えば人体頭
部の脳磁界を測定する場合、磁束計のチャンネル数は多
いほど得られる情報は豊かになるが、従来の磁束計では
検出部の形状が大きいので取付ｃ−ｔられる数に限界が
あるという問題があった。

本発明は上記従来技術の問題点に鑑みて成されたもので
、半導体プロセス技術を用いることにより１寸法精度が
高く検出位置がほぼ同じ位置で磁場ベクトルを検出する
為のピックアップコイルを安価に製作することを目的と
する。

く課題を解決するための手段〉 Ｅ記課題を解決するための本発明の構成は、被測定磁束
を検出するピックアップコイルと、このピックアップコ
イルに接続され、このコイルとともに超伝導閉ループを
形成するインプットコイルと、このインプットコイルに
結合する超伝導リングを含んで構成されるスクイド磁束
計のピックアップコイルにおいて、前記ピックアップコ
イルは。

基板に異方性エツチングにより底部が平面で側壁が一定
の角度を有する逆台形状の穴を形成し、前記底部および
前記側壁の少なくとむ２箇所に薄膜コイルパターンを設
けて形成されたことを特徴とするものである。

く作用〉 異方性エツチングで形成した逆台形状の微細穴の底部と
側壁にピックアップコイルを作製するので一つの穴に形
成されるピックアップコイルはほぼ同じ位置にあるとみ
なすことができる。また半導体プロセスを用いて製作す
るので生産性を高め。

寸法精度を向上させることができる。

〈実施例〉 第１図は本発明の一実施例を示すＩＩ或斜視図である。

図において３０はシリコン基板である。３１はこのシリ
コン基板上に形成された例えば−辺が１００μｍ、深さ
４０μｍ程度の微細穴、３ａ３ｂ、３ｃはこの微細穴の
中に形成されたピックアップコイルである。

この様な微細穴は（１００）の表面にく１１０〉方向に
四辺を揃え、水酸化カリウム水溶液、ＥＤＰエツチング
液等を用いて異方性のエツチング液を行って（１１１）
面を露出させることにより形成する。この場合、穴の側
壁の角度は水平方向に対して５４，７°となる。従って
底辺の面積を４４μｍ程度とすれば穴の縁部から底面ま
での１１１．１］壁の長さは５０μｍ程度となり、底辺
および側面に同じ大きさのコイルパターンを形成するこ
とができる。

第２図はシリコン基板の微細穴３１を含む表面にレジス
ト３２を塗布し、マスク３３を用いてコイルの形状にパ
ターニングした状態の断面図を示すものである。

第３図は微細穴３１の底部と壁面の２箇所にコイルを形
成した一例を示す平面図である。なお。

この様な穴を同一基板上に多数形成する訳であるか、同
じ位置のピックアップコイルをそれぞれ接続することに
より磁束をピックアップする有効面積を広げることも可
能である。なお、微細穴にマスクパターンを用いて露光
を行う場合は回折の少ないＸ線を用いてレジストのパタ
ーニングを行い。

超伝導物質を用いてスパッタや蒸着によりコイルを形成
するが、光ＣＶＤを用いることにより直接コイルを形成
することも可能である。また、超伝導薄膜を基板全面に
積層させた後にフォーカスイオンビームによりエツチン
グしてコイルのパタンを形成することも可能である。ま
た、ピックアップコイルの数や穴の寸法は必要に応じて
任意に変更可能である。

第４図は多数のピックアップコイルが形成された基板を
人体の頭部に配置した状態を示すもので。

脳磁波ベクトルを効率よく検出することが可能である。

〈発明の効果〉 以上実施例とともに具体的に説明したように本発明によ
れば、従来のように超伝導線を手巻きで巻いたり、立方
体に基板を張付ける必要がなく。

コイルの位置が極めて近接した磁場ベクトルを計測する
ためのピックアラクコイルを実現することができる。

また、半導体プロセスを用いてパターンを形成するので
寸法精度を飛躍的に向上させることが出来るとともに小
形化が可能となり、多数のピックアップコイルを効率よ
く製作することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のピックアップコイルの一実施例を示す
斜視図、第２図はマスクを用いてレジストにコイルパタ
ーンを形成した状態を示す断面図第３図は微細穴の底部
と壁面の２箇所にコイルを形成した一例を示す平面図、
第４図は基板を人体の頭部に配置した状態を示す図、第
５図はスクイッド磁束計の一般的な構成図、第６図は従
来のピックアップコイルを示す斜視図である。 ３０　・・・基板、３１・・・微細大＋　３　ａ　＋　
３　ｂ　、３　ｃ・・・ピックアップコイル。 イ本 ｂ ５２９−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　被測定磁束を検出するピックアップコイルと，このピ
   ックアップコイルに接続され，このコイルとともに超伝
   導閉ループを形成するインプットコイルと，このインプ
   ットコイルに結合する超伝導リングを含んで構成される
   スクイド磁束計のピックアップコイルにおいて，前記ピ
   ックアップコイルは，基板に異方性エッチングにより底
   部が平面で側壁が一定の角度を有する逆台形状の穴を形
   成し，前記底部および前記側壁の少なくとむ２箇所に薄
   膜コイルパターンを設けて形成されたことを特徴とする
   スクイッド磁束計のピックアップコイル。