JPH08201489A - Ｓｑｕｉｄ磁束計 - Google Patents
Ｓｑｕｉｄ磁束計Info
- Publication number
- JPH08201489A JPH08201489A JP7012065A JP1206595A JPH08201489A JP H08201489 A JPH08201489 A JP H08201489A JP 7012065 A JP7012065 A JP 7012065A JP 1206595 A JP1206595 A JP 1206595A JP H08201489 A JPH08201489 A JP H08201489A
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- JP
- Japan
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- squid
- superconducting
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の接続用基板を用いた接続方法に対して
配線作業等の作業性を損なうことなく、磁束計測結果に
混入するノイズを減少させることのできるＳＱＵＩＤ磁
束計を提供する。 【構成】 入力コイル３をＳＱＵＩＤリング１と同一の
基板上に形成し、その入力コイル３を、接続用基板１０
を介して検出コイル２と接続するとともに、その接続用
基板１０は、複数の微細な島状の銅パターン１１ａ，１
１ｂの上に一様なハンダ層１２ａ，１２ｂが形成された
構造であり、ハンダ層１２ａ，１２ｂは、入力コイル３
との間を超伝導ボンディングにより、検出コイル２との
間をハンダ付けにより接続した構造とする。
配線作業等の作業性を損なうことなく、磁束計測結果に
混入するノイズを減少させることのできるＳＱＵＩＤ磁
束計を提供する。 【構成】 入力コイル３をＳＱＵＩＤリング１と同一の
基板上に形成し、その入力コイル３を、接続用基板１０
を介して検出コイル２と接続するとともに、その接続用
基板１０は、複数の微細な島状の銅パターン１１ａ，１
１ｂの上に一様なハンダ層１２ａ，１２ｂが形成された
構造であり、ハンダ層１２ａ，１２ｂは、入力コイル３
との間を超伝導ボンディングにより、検出コイル２との
間をハンダ付けにより接続した構造とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、生体磁気や地磁気など
の微小磁束を検出するためのＳＱＵＩＤ磁束計に関す
る。
の微小磁束を検出するためのＳＱＵＩＤ磁束計に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＳＱＵＩＤを用いた磁束計においては、
一般に、被測定磁束を直接ＳＱＵＩＤリングで拾わず、
ＳＱＵＩＤリングと磁気的に結合された入力コイルと、
その入力コイルと超伝導接続される検出コイルとからな
る超伝導閉ループである、磁束トランス等と称される入
力回路を用い、検出コイルで拾った被測定磁束を入力コ
イルを介してＳＱＵＩＤリングに伝達することが多用さ
れる。
一般に、被測定磁束を直接ＳＱＵＩＤリングで拾わず、
ＳＱＵＩＤリングと磁気的に結合された入力コイルと、
その入力コイルと超伝導接続される検出コイルとからな
る超伝導閉ループである、磁束トランス等と称される入
力回路を用い、検出コイルで拾った被測定磁束を入力コ
イルを介してＳＱＵＩＤリングに伝達することが多用さ
れる。
【０００３】入力コイルは、上記のようにＳＱＵＩＤリ
ングに対して磁気的に結合する必要があるため、通常、
ＳＱＵＩＤリングに近接配置する必要のある変換コイル
（もしくはフィードバックコイル）等とともにＳＱＵＩ
Ｄリングと同一の基板上にそれぞれ超伝導薄膜によって
形成され、これらでいわゆるＳＱＵＩＤ素子を形成す
る。そして、そのＳＱＵＩＤ素子内の入力コイルの両端
は、ボビン等に巻回された検出コイルの両端と超伝導接
続される。
ングに対して磁気的に結合する必要があるため、通常、
ＳＱＵＩＤリングに近接配置する必要のある変換コイル
（もしくはフィードバックコイル）等とともにＳＱＵＩ
Ｄリングと同一の基板上にそれぞれ超伝導薄膜によって
形成され、これらでいわゆるＳＱＵＩＤ素子を形成す
る。そして、そのＳＱＵＩＤ素子内の入力コイルの両端
は、ボビン等に巻回された検出コイルの両端と超伝導接
続される。
【０００４】ここで、以上の構成において、超伝導薄膜
のパターンニングによるＳＱＵＩＤ素子と、通常の超伝
導線である検出コイルとをハンダ付け等によって直接接
続した場合には、ＳＱＵＩＤ素子に対して熱的な応力が
加わるなどの問題があるばかりでなく、微小なＳＱＵＩ
Ｄ素子に対して通常の超伝導線をハンダ付けすることは
作業性の点からも極めて困難である。そこで従来、装置
製作の作業性と装置の耐久性の面から、図２に平面図
（Ａ）およびその要部拡大断面図（Ｂ）を例示するよう
に、銅（Ｃu ）配線２１ａ，２１ｂの上にそれぞれハン
ダメッキ層２２ａ，２２ｂを形成したパターンを持つ接
続用基板２０をＳＱＵＩＤ素子と検出コイルとの間に介
在させ、この接続用基板２０のハンダメッキ層２２ａ，
２２ｂとＳＱＵＩＤ素子の入力コイル間を超伝導ボンデ
ィングで、同じくハンダメッキ層２２ａ，２２ｂと検出
コイル間はハンダ付けでそれぞれ接続する方法が採用さ
れている。ここで、銅は液体ヘリウム温度（４．２Ｋ）
では超伝導状態にはならないので、ハンダメッキ層２２
ａ，２２ｂによって検出コイルと入力コイルとの超伝導
接続を確保している。
のパターンニングによるＳＱＵＩＤ素子と、通常の超伝
導線である検出コイルとをハンダ付け等によって直接接
続した場合には、ＳＱＵＩＤ素子に対して熱的な応力が
加わるなどの問題があるばかりでなく、微小なＳＱＵＩ
Ｄ素子に対して通常の超伝導線をハンダ付けすることは
作業性の点からも極めて困難である。そこで従来、装置
製作の作業性と装置の耐久性の面から、図２に平面図
（Ａ）およびその要部拡大断面図（Ｂ）を例示するよう
に、銅（Ｃu ）配線２１ａ，２１ｂの上にそれぞれハン
ダメッキ層２２ａ，２２ｂを形成したパターンを持つ接
続用基板２０をＳＱＵＩＤ素子と検出コイルとの間に介
在させ、この接続用基板２０のハンダメッキ層２２ａ，
２２ｂとＳＱＵＩＤ素子の入力コイル間を超伝導ボンデ
ィングで、同じくハンダメッキ層２２ａ，２２ｂと検出
コイル間はハンダ付けでそれぞれ接続する方法が採用さ
れている。ここで、銅は液体ヘリウム温度（４．２Ｋ）
では超伝導状態にはならないので、ハンダメッキ層２２
ａ，２２ｂによって検出コイルと入力コイルとの超伝導
接続を確保している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、接続基板２
０上の銅配線２１ａ，２１ｂは、上記のように装置を動
作温度に冷却した状態でも常伝導状態であり、検出コイ
ルと入力コイルとの超伝導接続のためには不要である
が、ハンダメッキ層２２を形成するために必要となる。
しかし、このような超伝導閉ループの近傍にこのような
常伝導の金属が介在すると、その金属に生ずる渦電流な
どから超伝導閉ループに電磁ノイズが入り込み、計測結
果のＳ／Ｎが劣化してしまうという問題が生じる。
０上の銅配線２１ａ，２１ｂは、上記のように装置を動
作温度に冷却した状態でも常伝導状態であり、検出コイ
ルと入力コイルとの超伝導接続のためには不要である
が、ハンダメッキ層２２を形成するために必要となる。
しかし、このような超伝導閉ループの近傍にこのような
常伝導の金属が介在すると、その金属に生ずる渦電流な
どから超伝導閉ループに電磁ノイズが入り込み、計測結
果のＳ／Ｎが劣化してしまうという問題が生じる。
【０００６】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
ので、従来の接続用基板を用いた接続方法に対して製作
の作業性を損なうことなく、磁束計測結果に混入するノ
イズ成分を減少させることのできる構造を持つＳＱＵＩ
Ｄ磁束計の提供を目的としている。
ので、従来の接続用基板を用いた接続方法に対して製作
の作業性を損なうことなく、磁束計測結果に混入するノ
イズ成分を減少させることのできる構造を持つＳＱＵＩ
Ｄ磁束計の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの構成を、実施例図面である図１を参照しつつ説明す
ると、本発明のＳＱＵＩＤ磁束計は、検出コイル２で拾
った被測定磁束を、その検出コイル２と超伝導閉ループ
を形成し、かつ、ＳＱＵＩＤリング１と磁気的に結合さ
れた入力コイル３を介してＳＱＵＩＤリング１に伝達す
るＳＱＵＩＤ磁束計において、入力コイル３とＳＱＵＩ
Ｄリング１とが超伝導薄膜によって同一の基板上に形成
されいるとともに、その入力コイル３と検出コイル２と
が接続用基板１０を介して相互に接続され、その接続用
基板１０は、複数の微細な島状の銅パターン１１ａ，１
１ｂの上に一様なハンダ層１２ａ，１２ｂが形成されて
なり、そのハンダ層１２ａ，１２ｂに対して、入力コイ
ル３が超伝導ボンディングにより、検出コイル２はハン
ダ付けによってそれぞれ接続されていることによって特
徴づけられる。
めの構成を、実施例図面である図１を参照しつつ説明す
ると、本発明のＳＱＵＩＤ磁束計は、検出コイル２で拾
った被測定磁束を、その検出コイル２と超伝導閉ループ
を形成し、かつ、ＳＱＵＩＤリング１と磁気的に結合さ
れた入力コイル３を介してＳＱＵＩＤリング１に伝達す
るＳＱＵＩＤ磁束計において、入力コイル３とＳＱＵＩ
Ｄリング１とが超伝導薄膜によって同一の基板上に形成
されいるとともに、その入力コイル３と検出コイル２と
が接続用基板１０を介して相互に接続され、その接続用
基板１０は、複数の微細な島状の銅パターン１１ａ，１
１ｂの上に一様なハンダ層１２ａ，１２ｂが形成されて
なり、そのハンダ層１２ａ，１２ｂに対して、入力コイ
ル３が超伝導ボンディングにより、検出コイル２はハン
ダ付けによってそれぞれ接続されていることによって特
徴づけられる。
【０００８】
【作用】超伝導閉ループの近傍の常伝導金属が存在する
場合、超伝導閉ループに入る電磁ノイズの大きさは、常
伝導金属の超伝導閉ループに対する距離のほか、常伝導
金属の面積によって変化し、常伝導金属の面積が小さい
程、超伝導閉ループに対する距離が遠い程、それぞれノ
イズは減少する。
場合、超伝導閉ループに入る電磁ノイズの大きさは、常
伝導金属の超伝導閉ループに対する距離のほか、常伝導
金属の面積によって変化し、常伝導金属の面積が小さい
程、超伝導閉ループに対する距離が遠い程、それぞれノ
イズは減少する。
【０００９】本発明では、接続用基板１０の銅パターン
１１ａ，１１ｂを、互いに独立した微細な島状のパター
ンとすることによって、作業性を維持すべく全体として
のパターン面積を小さくすることなく、使用状態におい
て常伝導金属である銅の実際の合計面積を減少させると
ともに、銅パターン１１ａ，１１ｂの各島はそれぞれの
面積が極めて小さくなるため、そこに流れる渦電流も減
少する結果、検出コイル３と入力コイル２からなる超伝
導閉ループに入るノイズが減少する。
１１ａ，１１ｂを、互いに独立した微細な島状のパター
ンとすることによって、作業性を維持すべく全体として
のパターン面積を小さくすることなく、使用状態におい
て常伝導金属である銅の実際の合計面積を減少させると
ともに、銅パターン１１ａ，１１ｂの各島はそれぞれの
面積が極めて小さくなるため、そこに流れる渦電流も減
少する結果、検出コイル３と入力コイル２からなる超伝
導閉ループに入るノイズが減少する。
【００１０】ここで、ハンダメッキ層１２ａ，１２ｂ
は、銅パターン１１ａ，１１ｂの互いに独立した島間の
間隙を適当な寸法としておくことによって、これらをブ
リッジ状に跨がる一様なパターンとすることができ、超
伝導接続の確保に問題はない。
は、銅パターン１１ａ，１１ｂの互いに独立した島間の
間隙を適当な寸法としておくことによって、これらをブ
リッジ状に跨がる一様なパターンとすることができ、超
伝導接続の確保に問題はない。
【００１１】
【実施例】図１は本発明実施例の全体構成を示す模式図
（Ａ）と、その接続用基板１０の構成を示す平面図
（Ｂ）、そのハンダメッキ層１２ａ，１２ｂを除去して
示す銅パターン１１ａ，１１ｂの平面図、および同じく
接続用基板１０の要部拡大断面図（Ｃ）である。
（Ａ）と、その接続用基板１０の構成を示す平面図
（Ｂ）、そのハンダメッキ層１２ａ，１２ｂを除去して
示す銅パターン１１ａ，１１ｂの平面図、および同じく
接続用基板１０の要部拡大断面図（Ｃ）である。
【００１２】ＳＱＵＩＤリング１は例えばNb等の超伝導
体の薄膜によって形成されたＤＣ−ＳＱＵＩＤリングで
あり、このＳＱＵＩＤリング１は、同じくNb等の超伝導
体薄膜からなる入力コイル３および変換コイル４ととも
に共通の基板上にパターニングされ、これらでＳＱＵＩ
Ｄ素子５を形成している。
体の薄膜によって形成されたＤＣ−ＳＱＵＩＤリングで
あり、このＳＱＵＩＤリング１は、同じくNb等の超伝導
体薄膜からなる入力コイル３および変換コイル４ととも
に共通の基板上にパターニングされ、これらでＳＱＵＩ
Ｄ素子５を形成している。
【００１３】ＳＱＵＩＤ素子５のＳＱＵＩＤリング１お
よび変換コイル４は、それぞれ磁束ロック法等に基づく
ＳＱＵＩＤ駆動回路６に接続されているとともに、入力
コイル３の両端は後述する接続用基板１０に接続されて
いる。
よび変換コイル４は、それぞれ磁束ロック法等に基づく
ＳＱＵＩＤ駆動回路６に接続されているとともに、入力
コイル３の両端は後述する接続用基板１０に接続されて
いる。
【００１４】検出コイル２は、この例においてはボビン
２ａの外周に超伝導線を巻回した一次微分型のコイルで
あり、その両端は上記した入力コイル３と同様に接続用
基板１０の両端に接続され、この接続用基板１０を介し
て検出コイル２と入力コイル３の両端が相互に接続され
て超伝導閉ループを形成しおり、検出コイル２で拾った
外部磁束は入力コイル３を介してＳＱＵＩＤリング１に
伝達される。
２ａの外周に超伝導線を巻回した一次微分型のコイルで
あり、その両端は上記した入力コイル３と同様に接続用
基板１０の両端に接続され、この接続用基板１０を介し
て検出コイル２と入力コイル３の両端が相互に接続され
て超伝導閉ループを形成しおり、検出コイル２で拾った
外部磁束は入力コイル３を介してＳＱＵＩＤリング１に
伝達される。
【００１５】接続用基板１０は、例えばガラスエポキシ
基板１０ａの表面に銅パターン１１ａおよび１１ｂを介
してハンダメッキ層１２ａ，１２ｂを形成したもので、
各銅パターン１１ａ，１１ｂは、それぞれ多数個の微細
な互いに独立した島状のパターンの集合によって形成さ
れている。その各島間の間隙は、その上からハンダメッ
キを施したときに、メッキ層が各島間でブリッジを形成
する程度である。そして、その各銅パターン１１ａ，１
１ｂの上に、それぞれ各島状パターンを跨いでブリッジ
するように一様なハンダメッキ層１２ａ，１２ｂが形成
されている。
基板１０ａの表面に銅パターン１１ａおよび１１ｂを介
してハンダメッキ層１２ａ，１２ｂを形成したもので、
各銅パターン１１ａ，１１ｂは、それぞれ多数個の微細
な互いに独立した島状のパターンの集合によって形成さ
れている。その各島間の間隙は、その上からハンダメッ
キを施したときに、メッキ層が各島間でブリッジを形成
する程度である。そして、その各銅パターン１１ａ，１
１ｂの上に、それぞれ各島状パターンを跨いでブリッジ
するように一様なハンダメッキ層１２ａ，１２ｂが形成
されている。
【００１６】検出コイル２の両端は、この接続用基板１
０のハンダメッキ層１２ａおよび１２ｂに対してそれぞ
れハンダ付けによって形成されたハンダチップ１３ａ，
１３ｂにより接続され、入力コイル３の両端は、同じく
このハンダメッキ層１２ａおよび１２ｂに対して超伝導
ボンディングワイヤ１４ａ，１４ｂを介して超伝導ホン
ディングされている。
０のハンダメッキ層１２ａおよび１２ｂに対してそれぞ
れハンダ付けによって形成されたハンダチップ１３ａ，
１３ｂにより接続され、入力コイル３の両端は、同じく
このハンダメッキ層１２ａおよび１２ｂに対して超伝導
ボンディングワイヤ１４ａ，１４ｂを介して超伝導ホン
ディングされている。
【００１７】以上の本発明実施例によると、検出コイル
２と入力コイル２とからなる超伝導閉ループに近接する
常伝導金属である銅パターン１１ａ，１１ｂが、それぞ
れ互いに独立した微細な島状パターンによって構成され
ているため、ハンダメッキ層１２ａ，１２ｂの面積を図
２に示したものと同等としても、銅パターン１１ａ，１
１ｂの実際の合計面積は各島の間隙分だけ減少するとと
もに、その各島は個々に微小な面積であるため、そこに
発生する渦電流も極めて小さくなり、超伝導閉ループに
入るノイズは大幅に減少する。
２と入力コイル２とからなる超伝導閉ループに近接する
常伝導金属である銅パターン１１ａ，１１ｂが、それぞ
れ互いに独立した微細な島状パターンによって構成され
ているため、ハンダメッキ層１２ａ，１２ｂの面積を図
２に示したものと同等としても、銅パターン１１ａ，１
１ｂの実際の合計面積は各島の間隙分だけ減少するとと
もに、その各島は個々に微小な面積であるため、そこに
発生する渦電流も極めて小さくなり、超伝導閉ループに
入るノイズは大幅に減少する。
【００１８】なお、以上の実施例では、検出コイル２を
一次微分型のものとしたが、１ターンのコイル、あるい
は二次微分型のコイルとしてもよいことは勿論である。
また、本発明は、ＤＣ−ＳＱＵＩＤに限られることな
く、ＲＦ−ＳＱＵＩＤにも同様に適用し得ることは言う
までもない。
一次微分型のものとしたが、１ターンのコイル、あるい
は二次微分型のコイルとしてもよいことは勿論である。
また、本発明は、ＤＣ−ＳＱＵＩＤに限られることな
く、ＲＦ−ＳＱＵＩＤにも同様に適用し得ることは言う
までもない。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
互いに独立した微細な島状パターンの集合からなる銅パ
ターンの上に一様にハンダメッキ層を形成してなる接続
用基板を介して、検出コイルと入力コイルの両端を相互
に接続しているから、これらのコイルによって形成され
る超伝導閉ループに近接する常伝導金属である銅パター
ンの実際の面積が、各島の間隙分だけ減少するととも
に、この銅の各島はそれぞれ全体の銅パターンに対して
微細であるが故にそこに流れる渦電流も小さくなるた
め、超伝導閉ループに入るノイズは、一様な銅パターン
上にハンダメッキを施した従来のこの種の接続用基板を
用いる場合に比して、ハンダメッキ層の面積を同等とし
ても大幅に減少する。その結果、製作の作業性を損なう
ことなく、ノイズの少ない高精度のＳＱＵＩＤ磁束計を
得ることができる。
互いに独立した微細な島状パターンの集合からなる銅パ
ターンの上に一様にハンダメッキ層を形成してなる接続
用基板を介して、検出コイルと入力コイルの両端を相互
に接続しているから、これらのコイルによって形成され
る超伝導閉ループに近接する常伝導金属である銅パター
ンの実際の面積が、各島の間隙分だけ減少するととも
に、この銅の各島はそれぞれ全体の銅パターンに対して
微細であるが故にそこに流れる渦電流も小さくなるた
め、超伝導閉ループに入るノイズは、一様な銅パターン
上にハンダメッキを施した従来のこの種の接続用基板を
用いる場合に比して、ハンダメッキ層の面積を同等とし
ても大幅に減少する。その結果、製作の作業性を損なう
ことなく、ノイズの少ない高精度のＳＱＵＩＤ磁束計を
得ることができる。
【図１】本発明実施例の全体構成を示す模式図（Ａ）
と、その接続用基板１０の平面図（Ｂ）並びにそのハン
ダメッキ層１２ａ，１２ｂを除去して示す銅パターン１
１ａ，１１ｂの平面図、および接続用基板１０の要部拡
大断面図（Ｃ）
と、その接続用基板１０の平面図（Ｂ）並びにそのハン
ダメッキ層１２ａ，１２ｂを除去して示す銅パターン１
１ａ，１１ｂの平面図、および接続用基板１０の要部拡
大断面図（Ｃ）
【図２】検出コイルと入力コイルとを接続する従来の接
続用基板の平面図（Ａ）と縦断面図（Ｂ）
続用基板の平面図（Ａ）と縦断面図（Ｂ）
１ ＳＱＵＩＤリング ２ 検出コイル ３ 入力コイル ４ 変換コイル ５ ＳＱＵＩＤ素子 ６ ＳＱＵＩＤ駆動回路 １０ 接続用基板 １１ａ，１１ｂ 銅パターン １２ａ，１２ｂ ハンダメッキ層 １３ａ，１３ｂ ハンダチップ １４ａ，１４ｂ 超伝導ボンディングワイヤ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年４月１０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】本発明実施例の全体構成を示す模式図（Ａ）
と、その接続用基板１０の平面図（Ｂ）並びにそのハン
ダメッキ層１２ａ，１２ｂを除去して示す銅パターン１
１ａ，１１ｂの平面図（Ｃ）、および接続用基板１０の
要部拡大断面図（Ｄ）
と、その接続用基板１０の平面図（Ｂ）並びにそのハン
ダメッキ層１２ａ，１２ｂを除去して示す銅パターン１
１ａ，１１ｂの平面図（Ｃ）、および接続用基板１０の
要部拡大断面図（Ｄ）
Claims (1)
- 【請求項１】 検出コイルで拾った被測定磁束を、その
検出コイルと超伝導閉ループを形成し、かつ、ＳＱＵＩ
Ｄリングと磁気的に結合された入力コイルを介してＳＱ
ＵＩＤリングに伝達するＳＱＵＩＤ磁束計において、上
記入力コイルとＳＱＵＩＤリングとが超伝導薄膜によっ
て同一の基板上に形成されいるとともに、その入力コイ
ルと検出コイルとが接続用基板を介して相互に接続さ
れ、その接続用基板は、複数の微細な島状の銅パターン
の上に一様なハンダ層が形成されてなり、そのハンダ層
に対して、上記入力コイルが超伝導ボンディングによ
り、上記検出コイルはハンダ付けによってそれぞれ接続
されていることを特徴とするＳＱＵＩＤ磁束計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7012065A JPH08201489A (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | Ｓｑｕｉｄ磁束計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7012065A JPH08201489A (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | Ｓｑｕｉｄ磁束計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08201489A true JPH08201489A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=11795207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7012065A Pending JPH08201489A (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | Ｓｑｕｉｄ磁束計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08201489A (ja) |
-
1995
- 1995-01-27 JP JP7012065A patent/JPH08201489A/ja active Pending
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