JPH0580137A - Ｓｑｕｉｄ用プローブ - Google Patents
Ｓｑｕｉｄ用プローブInfo
- Publication number
- JPH0580137A JPH0580137A JP3239166A JP23916691A JPH0580137A JP H0580137 A JPH0580137 A JP H0580137A JP 3239166 A JP3239166 A JP 3239166A JP 23916691 A JP23916691 A JP 23916691A JP H0580137 A JPH0580137 A JP H0580137A
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- thin film
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 冷媒である液体ヘリウムの蒸発量が少なく、
かつ、蒸発したヘリウムガスによる信号線のふらつきが
なく、しかも外部からの磁場の影響を受けにくいＳＱＵ
ＩＤ用プローブを提供する。 【構成】 ＳＱＵＩＤ素子およびピックアップコイル３
の支持体としてプリント配線板１を用い、この配線板１
上には、導体薄膜配線４をツイストペア構造とした信号
線を形成して外部の計測回路と接続する。
かつ、蒸発したヘリウムガスによる信号線のふらつきが
なく、しかも外部からの磁場の影響を受けにくいＳＱＵ
ＩＤ用プローブを提供する。 【構成】 ＳＱＵＩＤ素子およびピックアップコイル３
の支持体としてプリント配線板１を用い、この配線板１
上には、導体薄膜配線４をツイストペア構造とした信号
線を形成して外部の計測回路と接続する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は生体磁気計測や磁化率
測定等に使用されるＳＱＵＩＤ用のプローブに関する。
測定等に使用されるＳＱＵＩＤ用のプローブに関する。
【０００２】
【従来の技術】 ＳＱＵＩＤ（超電導量子干渉素子）に
おいては、一般に、ＳＱＵＩＤリング、入力コイルおよ
び変調コイルが１つのチップ上に形成されていわゆるＳ
ＱＵＩＤ素子を構成し、アンプやＲＦ発振器等の外部の
計測回路と信号線によって接続される。また、入力コイ
ルはチップ外のピックアップコイルと超電導閉ループを
形成し、被測定磁束はこのピックアップコイルによって
拾われ、入力コイルを介してＳＱＵＩＤリングに伝達さ
れる。
おいては、一般に、ＳＱＵＩＤリング、入力コイルおよ
び変調コイルが１つのチップ上に形成されていわゆるＳ
ＱＵＩＤ素子を構成し、アンプやＲＦ発振器等の外部の
計測回路と信号線によって接続される。また、入力コイ
ルはチップ外のピックアップコイルと超電導閉ループを
形成し、被測定磁束はこのピックアップコイルによって
拾われ、入力コイルを介してＳＱＵＩＤリングに伝達さ
れる。
【０００３】以上の構成のうち、ＳＱＵＩＤ素子および
ピックアップコイルが液体ヘリウムを収容したデュワー
瓶内に挿入され、超電導温度にまで冷却される。そのた
め、通常はプローブを用い、ＳＱＵＩＤ素子とピックア
ップコイルを支持体の先端に装着してデュワー瓶内に挿
入するとともに、この支持体に沿って信号線を設けてデ
ュワー瓶外の計測回路に接続する構造が採用される。
ピックアップコイルが液体ヘリウムを収容したデュワー
瓶内に挿入され、超電導温度にまで冷却される。そのた
め、通常はプローブを用い、ＳＱＵＩＤ素子とピックア
ップコイルを支持体の先端に装着してデュワー瓶内に挿
入するとともに、この支持体に沿って信号線を設けてデ
ュワー瓶外の計測回路に接続する構造が採用される。
【０００４】図５は従来のＳＱＵＩＤ用プローブの使用
状態を示す縦断面図である。支持体５１は例えばステン
レスあるいはＦＲＰ等からなる筒状体であり、その先端
部にＳＱＵＩＤ素子を収容した磁気シールド筒５２が固
着されているとともに、更にその先端にピックアップコ
イル５３が固着されている。この支持体５１はフランジ
部Ｆを貫通して液体ヘリウムを収容したデュワー瓶Ｄ内
に挿入され、基部側には計測回路Ｃが接続される。そし
て、支持体５１の内部にはエナメル被覆した銅線５４が
通され、その線をツイストペアにして計測回路ＣとＳＱ
ＵＩＤ素子とを接続する信号線としている。銅線５４を
ツイストペアにするのは、外部からの磁場が誘起する電
流を相殺して、その影響を少なくするためである。ま
た、支持体５１自体の保持は、フランジ部Ｆに固定する
ことにより行われている。
状態を示す縦断面図である。支持体５１は例えばステン
レスあるいはＦＲＰ等からなる筒状体であり、その先端
部にＳＱＵＩＤ素子を収容した磁気シールド筒５２が固
着されているとともに、更にその先端にピックアップコ
イル５３が固着されている。この支持体５１はフランジ
部Ｆを貫通して液体ヘリウムを収容したデュワー瓶Ｄ内
に挿入され、基部側には計測回路Ｃが接続される。そし
て、支持体５１の内部にはエナメル被覆した銅線５４が
通され、その線をツイストペアにして計測回路ＣとＳＱ
ＵＩＤ素子とを接続する信号線としている。銅線５４を
ツイストペアにするのは、外部からの磁場が誘起する電
流を相殺して、その影響を少なくするためである。ま
た、支持体５１自体の保持は、フランジ部Ｆに固定する
ことにより行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】 ところで、以上のよ
うな従来のＳＱＵＩＤ用プローブの構造では、大気から
の熱が銅線５４を介して大量に液体ヘリウムに伝わり、
特に多チャンネル化した場合にはヘリウムの蒸発量が極
めて多くなるという問題がある。また、支持体５１内を
蒸発したヘリウムガスが通るため、信号線たる銅線５４
が振動し、ノイズの原因ともなる。
うな従来のＳＱＵＩＤ用プローブの構造では、大気から
の熱が銅線５４を介して大量に液体ヘリウムに伝わり、
特に多チャンネル化した場合にはヘリウムの蒸発量が極
めて多くなるという問題がある。また、支持体５１内を
蒸発したヘリウムガスが通るため、信号線たる銅線５４
が振動し、ノイズの原因ともなる。
【０００６】本発明はこのような問題点を一挙に解決す
ることを目的としてなされたものである。
ることを目的としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】 本発明のＳＱＵＩＤ用
プローブでは、支持体を細長いプリント配線板によって
形成するとともに、ＳＱＵＩＤ素子と計測回路を接続す
る信号線を、このプリント配線板上の薄膜導体により形
成し、かつ、この薄膜導体を、プリント配線板上で層状
のツイストペア構造としている。ここで、層上のツイス
トペア構造は、２層の導体薄膜の間に絶縁層を介在させ
て、その絶縁層の適宜箇所にコンタクトホールを穿った
もの、および、プリント配線板を絶縁層としてその表裏
にそれぞれ１層づつ導体薄膜を形成して、プリント配線
板の適宜箇所にスルーホールを穿ったものを含む。
プローブでは、支持体を細長いプリント配線板によって
形成するとともに、ＳＱＵＩＤ素子と計測回路を接続す
る信号線を、このプリント配線板上の薄膜導体により形
成し、かつ、この薄膜導体を、プリント配線板上で層状
のツイストペア構造としている。ここで、層上のツイス
トペア構造は、２層の導体薄膜の間に絶縁層を介在させ
て、その絶縁層の適宜箇所にコンタクトホールを穿った
もの、および、プリント配線板を絶縁層としてその表裏
にそれぞれ１層づつ導体薄膜を形成して、プリント配線
板の適宜箇所にスルーホールを穿ったものを含む。
【０００８】
【作用】 導体薄膜は銅線よりもその断面積がはるかに
小さく、しかも、支持体自体の断面積も小さくなり、液
体ヘリウムの蒸発量が抑ええられる。また、信号線は基
板上に固定して形成されるので、ヘリウムガスの通過に
よる振動も抑えられ、ノイズが低減する。
小さく、しかも、支持体自体の断面積も小さくなり、液
体ヘリウムの蒸発量が抑ええられる。また、信号線は基
板上に固定して形成されるので、ヘリウムガスの通過に
よる振動も抑えられ、ノイズが低減する。
【０００９】
【実施例】 図１は本発明実施例の外観斜視図である。
ＳＱＵＩＤリング、入力コイルおよび変調コイルが形成
されたＳＱＵＩＤ素子は、従来と同様に磁気シールド筒
２内に収容されているとともに、この磁気シールド筒２
は細長いプリント配線板１の先端に固着されている。こ
の磁気シールド筒２の更に先端にはピックアップコイル
３が固着されている。
ＳＱＵＩＤリング、入力コイルおよび変調コイルが形成
されたＳＱＵＩＤ素子は、従来と同様に磁気シールド筒
２内に収容されているとともに、この磁気シールド筒２
は細長いプリント配線板１の先端に固着されている。こ
の磁気シールド筒２の更に先端にはピックアップコイル
３が固着されている。
【００１０】プリント配線板１には、ＳＱＵＩＤ素子と
計測回路（図示せず）とを接続する合計６本の信号線
が、それぞれ導体薄膜配線４によって形成され、これら
は３組のツイストペアを形成している。すなわち、ＳＱ
ＵＩＤリングの両端から、バイアス電流を印加するため
の一対の信号線と、ＳＱＵＩＤリングの出力電圧を取り
出すための一対の信号線とが引き出され、また、変調コ
イルの両端からは計測回路に接続される一対の信号線が
引き出されている。そして、これらの各対がプリント配
線板１上で相互にツイストペアを形成しているわけであ
る。
計測回路（図示せず）とを接続する合計６本の信号線
が、それぞれ導体薄膜配線４によって形成され、これら
は３組のツイストペアを形成している。すなわち、ＳＱ
ＵＩＤリングの両端から、バイアス電流を印加するため
の一対の信号線と、ＳＱＵＩＤリングの出力電圧を取り
出すための一対の信号線とが引き出され、また、変調コ
イルの両端からは計測回路に接続される一対の信号線が
引き出されている。そして、これらの各対がプリント配
線板１上で相互にツイストペアを形成しているわけであ
る。
【００１１】図２は導体薄膜配線４によるツイストペア
の構成例である。この例では、プリント配線板１の表面
に図示のような互いに平行に所定方向に傾斜したパター
ンの複数の下層導体４１・・４１を形成するとともに、そ
の上方に絶縁膜４２を形成し、その絶縁膜４２の上に、
下層導体４１と逆向きに傾斜した複数の平行な上層導体
４３・・４３を形成して、各下層導体４１・・４１と上層導
体４３・・４３の両端部を、絶縁膜４２を貫通するコンタ
クトホール４４・・４４によって相互に接続した構造とし
ている。
の構成例である。この例では、プリント配線板１の表面
に図示のような互いに平行に所定方向に傾斜したパター
ンの複数の下層導体４１・・４１を形成するとともに、そ
の上方に絶縁膜４２を形成し、その絶縁膜４２の上に、
下層導体４１と逆向きに傾斜した複数の平行な上層導体
４３・・４３を形成して、各下層導体４１・・４１と上層導
体４３・・４３の両端部を、絶縁膜４２を貫通するコンタ
クトホール４４・・４４によって相互に接続した構造とし
ている。
【００１２】そして、プリント配線板１の先端部には、
図３に拡大斜視図で示すように各導体薄膜配線４とＳＱ
ＵＩＤ素子の各部とを接続するためのソケット部５が設
けられており、ＳＱＵＩＤ素子側との接続を容易として
いる。更に、この実施例のプローブでは、図４にピック
アップコイル３とデュワー瓶Ｄの底部近傍の拡大図斜視
図を示すように、ピックアップコイル３の先端面に凹部
３１が形成されているとともに、デュワー瓶Ｄの底部に
は突起６が形成されており、プローブのデュワー瓶Ｄ内
での位置決めは、凹部３１と突起６の嵌め合いによって
行われるようになっている。凹部３１は例えば円筒形の
孔であり、突起６は上端部が半球形の円柱形となってお
り、上方からプローブを差し込んだときには、当初に突
起６の半球形部分の先端が凹部３１内に入り込んでプロ
ーブを定位置に案内するような構造となっている。な
お、この場合、ピックアップコイル３を構成する材料
と、突起６を構成する材料の熱膨張係数を考慮し、プロ
ーブの動作温度である極低温下で突起６が凹部３１内で
がたつかない寸法にする必要がある。
図３に拡大斜視図で示すように各導体薄膜配線４とＳＱ
ＵＩＤ素子の各部とを接続するためのソケット部５が設
けられており、ＳＱＵＩＤ素子側との接続を容易として
いる。更に、この実施例のプローブでは、図４にピック
アップコイル３とデュワー瓶Ｄの底部近傍の拡大図斜視
図を示すように、ピックアップコイル３の先端面に凹部
３１が形成されているとともに、デュワー瓶Ｄの底部に
は突起６が形成されており、プローブのデュワー瓶Ｄ内
での位置決めは、凹部３１と突起６の嵌め合いによって
行われるようになっている。凹部３１は例えば円筒形の
孔であり、突起６は上端部が半球形の円柱形となってお
り、上方からプローブを差し込んだときには、当初に突
起６の半球形部分の先端が凹部３１内に入り込んでプロ
ーブを定位置に案内するような構造となっている。な
お、この場合、ピックアップコイル３を構成する材料
と、突起６を構成する材料の熱膨張係数を考慮し、プロ
ーブの動作温度である極低温下で突起６が凹部３１内で
がたつかない寸法にする必要がある。
【００１３】この位置決め方法によれば、ピックアップ
コイル３のデュワー瓶Ｄ内での位置が常に一定となり、
再現性良く位置決めできる。すなわち、従来のデュワー
瓶Ｄの上端部においてフランジＦ部でプローブを位置決
め固定する方法では、固定の仕方や支持体の収縮等の種
々の原因により、最先端部のピックアップコイルの位置
が一定とはならず再現性の点で問題があったが、上記の
位置決め方法ではピックアップコイル３そのものの位置
が突起６によって規制されることになり、位置の再現性
が向上する。
コイル３のデュワー瓶Ｄ内での位置が常に一定となり、
再現性良く位置決めできる。すなわち、従来のデュワー
瓶Ｄの上端部においてフランジＦ部でプローブを位置決
め固定する方法では、固定の仕方や支持体の収縮等の種
々の原因により、最先端部のピックアップコイルの位置
が一定とはならず再現性の点で問題があったが、上記の
位置決め方法ではピックアップコイル３そのものの位置
が突起６によって規制されることになり、位置の再現性
が向上する。
【００１４】以上の本発明実施例において特に注目すべ
き点は、デュワー瓶Ｄ内のＳＱＵＩＤ素子と外部の計測
回路とがプリント配線板１上の導体薄膜配線４によって
接続され、この導体薄膜配線４は従来の銅線による信号
線に比してその断面積が格段に小さく、しかも、このプ
リント配線板１も従来の筒状の支持体に比してその断面
積を大幅に小さくできる点と、導体薄膜によるツイスト
ペア構造はフォトリソグラフィーの手法によってその各
ループ面積を正確に揃えることが可能である点であり、
これにより、大気からの熱の流入が大幅に少なくなると
ともに、磁場が各信号線に及ぼす影響を小さくすること
ができる。
き点は、デュワー瓶Ｄ内のＳＱＵＩＤ素子と外部の計測
回路とがプリント配線板１上の導体薄膜配線４によって
接続され、この導体薄膜配線４は従来の銅線による信号
線に比してその断面積が格段に小さく、しかも、このプ
リント配線板１も従来の筒状の支持体に比してその断面
積を大幅に小さくできる点と、導体薄膜によるツイスト
ペア構造はフォトリソグラフィーの手法によってその各
ループ面積を正確に揃えることが可能である点であり、
これにより、大気からの熱の流入が大幅に少なくなると
ともに、磁場が各信号線に及ぼす影響を小さくすること
ができる。
【００１５】なお、以上の実施例では、導体薄膜配線４
によるツイストペア構造を、プリント配線板１上で絶縁
膜を挟んだ２層構造によって得ているが、絶縁膜を用い
ず、プリント配線板１の表裏に導体をパターニングし
て、これらをプリント配線板１に穿ったスルーホールに
よって相互に接続する構造とすることができる。また、
導体薄膜配線４によるツイストペアパターンは上記の実
施例に限られることなく、任意のパターンとすることが
できることは勿論である。
によるツイストペア構造を、プリント配線板１上で絶縁
膜を挟んだ２層構造によって得ているが、絶縁膜を用い
ず、プリント配線板１の表裏に導体をパターニングし
て、これらをプリント配線板１に穿ったスルーホールに
よって相互に接続する構造とすることができる。また、
導体薄膜配線４によるツイストペアパターンは上記の実
施例に限られることなく、任意のパターンとすることが
できることは勿論である。
【００１６】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれ
ば、先端にピックアップコイルおよびＳＱＵＩＤ素子を
固着し、基部が計測回路に接続されるＳＱＵＩＤ用プロ
ーブにおいて、ＳＱＵＩＤ素子等の支持体をプリント配
線板によって形成するとともに、このプリント配線板に
は、ＳＱＵＩＤ素子と計測回路を接続するための信号線
としての導体薄膜配線を施し、しかもこの導体薄膜配線
をツイストペア構造としているので、従来の筒上の支持
体と銅線による信号線を用いたプローブに比して、信号
線の断面積が大幅に小さくなる上、支持体の断面積も小
さくなるので、大気からの熱導入による液体ヘリウムの
蒸発を格段に少なくすることができ、特に多チャンネル
化の際に予想される膨大な液体ヘリウムの蒸発を抑える
ことが可能となった。
ば、先端にピックアップコイルおよびＳＱＵＩＤ素子を
固着し、基部が計測回路に接続されるＳＱＵＩＤ用プロ
ーブにおいて、ＳＱＵＩＤ素子等の支持体をプリント配
線板によって形成するとともに、このプリント配線板に
は、ＳＱＵＩＤ素子と計測回路を接続するための信号線
としての導体薄膜配線を施し、しかもこの導体薄膜配線
をツイストペア構造としているので、従来の筒上の支持
体と銅線による信号線を用いたプローブに比して、信号
線の断面積が大幅に小さくなる上、支持体の断面積も小
さくなるので、大気からの熱導入による液体ヘリウムの
蒸発を格段に少なくすることができ、特に多チャンネル
化の際に予想される膨大な液体ヘリウムの蒸発を抑える
ことが可能となった。
【００１７】また、導体薄膜配線によるツイストペア構
造は、フォトリソクラフィーの手法を用いて形成される
から、μｍオーダーの精度で位置合わせが可能であり、
各ループの面積を極めて正確なものとすることができ
る。ツイストペア構造は磁場により誘起される電流を隣
接するループで相殺することを目的とするものであるか
ら、本発明の構成により、従来の銅線を撚ったツイスト
ペアに比して磁場の影響の削減効果は著しく向上する。
造は、フォトリソクラフィーの手法を用いて形成される
から、μｍオーダーの精度で位置合わせが可能であり、
各ループの面積を極めて正確なものとすることができ
る。ツイストペア構造は磁場により誘起される電流を隣
接するループで相殺することを目的とするものであるか
ら、本発明の構成により、従来の銅線を撚ったツイスト
ペアに比して磁場の影響の削減効果は著しく向上する。
【００１８】更に、信号線をプリント配線板上での導体
配線とすることにより、ヘリウムガスの蒸発による信号
線のふらつきが防止され、デバイスのノイズも減少す
る。
配線とすることにより、ヘリウムガスの蒸発による信号
線のふらつきが防止され、デバイスのノイズも減少す
る。
【図１】 本発明実施例の外観斜視図
【図２】 その導体薄膜配線４によるツイストペア構造
の一例の説明図
の一例の説明図
【図３】 本発明実施例のプリント配線板１の先端部の
拡大斜視図
拡大斜視図
【図４】 同じく本発明実施例のピックアップコイル３
とデュワー瓶Ｄの底部近傍の拡大斜視図
とデュワー瓶Ｄの底部近傍の拡大斜視図
【図５】 従来のＳＱＵＩＤ用プローブの使用状態を示
す縦断面図
す縦断面図
１・・・・プリント配線基板 ２・・・・磁気シールド筒 ３・・・・ピックアップコイル ３１・・・・凹部 ４・・・・導体薄膜配線 ４１・・・・下層導体 ４２・・・・絶縁膜 ４３・・・・上層導体 ４４・・・・コンタクトホール ５・・・・ソケット ６・・・・突起 Ｄ・・・・デュワー瓶
Claims (1)
- 【請求項１】 支持体の先端部にピックアップコイルお
よびＳＱＵＩＤ素子が固着され、かつ、その支持体に沿
って上記ＳＱＵＩＤ素子と計測回路を接続するための信
号線を備えたプローブにおいて、上記支持体が細長いプ
リント配線板によって形成されているとともに、上記信
号線はこのプリント配線板上の薄膜導体により形成さ
れ、かつ、この薄膜導体は、上記プリント配線板上で層
状のツイストペア構造となっていることを特徴とするＳ
ＱＵＩＤ用プローブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3239166A JPH0580137A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | Ｓｑｕｉｄ用プローブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3239166A JPH0580137A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | Ｓｑｕｉｄ用プローブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0580137A true JPH0580137A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17040714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3239166A Pending JPH0580137A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | Ｓｑｕｉｄ用プローブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0580137A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09219314A (ja) * | 1996-02-08 | 1997-08-19 | Oki Densen Kk | Ｆｐｃ型インダクタ |
-
1991
- 1991-09-19 JP JP3239166A patent/JPH0580137A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09219314A (ja) * | 1996-02-08 | 1997-08-19 | Oki Densen Kk | Ｆｐｃ型インダクタ |
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