超伝導フィルタデバイス、超伝導フィルタパッケージ及び超伝導フィルタ装置
【課題】超伝導フィルタデバイスにおいて、伝送特性を劣化させることなく、超伝導フィルタデバイスの電極と金属パッケージの同軸コネクタの中心導体とを良好にはんだ接合できるようにする。
【解決手段】超伝導フィルタデバイス１を、基板３上に形成された超伝導配線４と、超伝導配線４の入出力線４Ａの端部に形成された電極６Ａと、超伝導配線４の入出力線４Ａの端部近傍の表面及び側面が覆われるように形成された保護膜９とを備えるものとし、超伝導配線４を、インピーダンス整合を取るために保護膜９に覆われた部分に幅が異なる部分４Ｘを有するものとする。
【解決手段】超伝導フィルタデバイス１を、基板３上に形成された超伝導配線４と、超伝導配線４の入出力線４Ａの端部に形成された電極６Ａと、超伝導配線４の入出力線４Ａの端部近傍の表面及び側面が覆われるように形成された保護膜９とを備えるものとし、超伝導配線４を、インピーダンス整合を取るために保護膜９に覆われた部分に幅が異なる部分４Ｘを有するものとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば無線基地局などに使用される、超伝導フィルタデバイス、超伝導フィルタパッケージ及び超伝導フィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信の急速な発展に伴い、高速および大容量の伝送技術が不可欠となってきており、高温超伝導体を用いた超伝導フィルタに対する期待が増している。
超伝導体は、マイクロ波などの高周波領域においても、通常の電気的良導体に比べて表面抵抗が非常に小さい。このため、複数の共振器を並べて多段化しても伝送損失を小さく抑えることができ、優れた周波数遮断特性を得ることができ、周波数資源を有効活用することができる。
【０００３】
ところで、超伝導フィルタを機能させるためには約７０Ｋ程度の極低温にまで冷却する必要があり、この温度環境を実現するための様々な技術が必要になる。
極低温の環境を得るためには、液体窒素に直接浸漬したり、冷凍機を用いて冷却したりする方法が考えられるが、近年、急速に開発が進んだ小型の冷凍機を使用することによって、容易に極低温環境を得ることが可能になってきている。
【０００４】
一方、超伝導フィルタの実装技術においても、室温から極低温までの環境温度の変化に耐えられる構成が必要不可欠になっており、このような環境下でも十分な信頼性が確保できれば超伝導フィルタを用いた基地局システムなどが発展し、品質の良い通信環境が広がると考えられている。
に示すように、誘電体基板上に超伝導配線を有する超伝導フィルタデバイスと、これを収める高周波シールド用の金属パッケージとを備える超伝導フィルタパッケージ［例えば図７（Ａ）参照］では、室温と約７０Ｋ程度の極低温との間を行き来するような温度環境において、超伝導フィルタデバイスとこれを収める金属パッケージとの間の熱収縮率差によって、主に信号の入出力を行なう電極部、即ち、超伝導フィルタデバイスの電極と金属パッケージの同軸コネクタの中心導体との接合部に力がかかったとしても、例えば電極と超伝導配線を構成する超伝導薄膜とが剥離したりして接触不良などを起こさないようにする必要がある。
【０００５】
室温と極低温との間の行き来するような温度環境においても良好な接合が得られる方法として、ワイヤボンディングによる接合方法（特許文献１参照）やはんだによる接合方法（特許文献２参照）などが提案されている。
【特許文献１】特許第２９５４５６２号公報
【特許文献２】特開２００５−３３３３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図７（Ａ）に示すように、誘電体基板１００上に超伝導配線１０１を有する超伝導フィルタデバイス１０２と、これを収める高周波シールド用の金属パッケージ１０３とを備える超伝導フィルタパッケージ１０４において、超伝導フィルタデバイス１０２の電極１０５と金属パッケージ１０３の同軸コネクタ１０６の中心導体１０６Ａとをはんだ付けして接合する場合、はんだ１０７及び電極１０５の表面にフラックス１０８を塗布するが、このはんだ接合時に使用するフラックス１０８が超伝導配線１０１が形成されている領域まで流れ出し、加熱されてフラックス１０８中の有機酸などの活性剤成分が活性化し、超伝導配線１０１を溶かしてしまい、フラックス洗浄後、図７（Ｂ）に示すように、超伝導配線１０１が断裂してしまう場合がある。なお、図７（Ａ），（Ｂ）中、符号１０９はグランドとしての超伝導薄膜を示している。
【０００７】
ところで、図８に示すように、超伝導フィルタデバイス１０２の電極１０５近傍の超伝導配線１０１上に保護膜１１０を形成することが考えられるが、この場合、保護膜１１０の誘電率によって超伝導配線１０１自体のインピーダンス（５０Ω）が変化してしまい（即ち、インピーダンスミスマッチが生じてしまい）、反射特性に悪影響がでてしまうことになる。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、伝送特性を劣化させることなく、超伝導フィルタデバイスの電極と金属パッケージの同軸コネクタの中心導体とを良好にはんだ接合できるようにした、超伝導フィルタデバイス、超伝導フィルタパッケージ及び超伝導フィルタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このため、本発明の超伝導フィルタデバイスは、基板上に形成された超伝導配線と、超伝導配線の入出力線の端部に形成された電極と、超伝導配線の入出力線の端部近傍の表面及び側面が覆われるように形成された保護膜とを備え、超伝導配線が、インピーダンス整合を取るために保護膜に覆われた部分に幅が異なる部分を有することを特徴としている。
本発明の超伝導フィルタパッケージは、上記の超伝導フィルタデバイスと、同軸コネクタを有する金属パッケージとを備え、超伝導フィルタデバイスに設けられた電極と金属パッケージが有する同軸コネクタの中心導体とが、はんだ接合されていることを特徴としている。
【００１０】
本発明の超伝導フィルタ装置は、筐体と、筐体内に備えられた真空容器と、真空容器内に備えられた上記の超伝導フィルタパッケージと、筐体内に備えられた、超伝導フィルタを冷却するための冷凍機とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
したがって、本発明の超伝導フィルタデバイス、超伝導フィルタパッケージ及び超伝導フィルタ装置によれば、伝送特性を劣化させることなく、超伝導フィルタデバイスの電極と金属パッケージの同軸コネクタの中心導体とを良好にはんだ接合できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる超伝導フィルタデバイス、超伝導フィルタパッケージ及び超伝導フィルタ装置について、図１〜図６を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる超伝導フィルタ装置は、マイクロストリップライン型の超伝導フィルタデバイスを用いた超伝導フィルタ装置であって、例えば図２に示すように、筐体２０と、筐体２０内に備えられた真空容器２１と、真空容器２１内に備えられた超伝導フィルタパッケージ２３と、筐体２０内に備えられ、超伝導フィルタパッケージ２３を冷却するための冷凍機２４とを備える。
【００１３】
本実施形態では、超伝導フィルタパッケージ２３として、超伝導受信フィルタパッケージ２３Ａと、超伝導送信フィルタパッケージ２３Ｂとを備える。このうち、超伝導受信フィルタパッケージ２３Ａは、一端が同軸ケーブル２５Ａを介してアンテナ（図示せず）に接続されており、他端が同軸ケーブル２５Ｂを介して低雑音増幅器２６に接続され、さらに、低雑音増幅器２６は同軸ケーブル２５Ｃを介して変復調系に接続されている。一方、超伝導送信フィルタパッケージ２３Ｂは、一端が同軸ケーブル２５Ｄを介してアンテナ（図示せず）に接続されており、他端が同軸ケーブル２５Ｅを介して変復調系に接続されている。
【００１４】
また、冷凍機２４にはコールドプレート２７が接続されており、このコールドプレート２７に超伝導受信フィルタパッケージ２３Ａ及び超伝導送信フィルタパッケージ２３Ｂが接するように構成されている。これにより、コールドプレート２７を介して、冷凍機２４によって、超伝導受信フィルタパッケージ２３Ａ及び超伝導送信フィルタパッケージ２３Ｂを約７０Ｋ程度の極低温まで冷却できるようにしている。ここでは、コールドプレート２７を介して、冷凍機２４によって、低雑音増幅器２６も冷却されるようになっている。
【００１５】
ここでは、超伝導フィルタパッケージ２３は、図４に示すように、超伝導フィルタデバイス１と、これを収める高周波シールド用の金属パッケージ２とを備える。
ここで、超伝導フィルタデバイス１は、図３に示すように、基板３上に超伝導薄膜によって形成された超伝導配線４を備える。
本実施形態では、基板３は誘電体基板である。具体的には、基板３は、ＬａＡｌＯ3，ＭｇＯ，サファイア，ＣｅＯ2，ＴｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3からなる群から選択されるいずれか１種の材料からなる。特に、伝送損失が小さいという点で、ＭｇＯ，ＬａＡｌＯ3，サファイアを用いるのが好ましい。
【００１６】
また、超伝導配線４は、図３に示すように、一端側と他端側とに設けられた入出力線（信号入出力線）４Ａ，４Ｂ、及び、複数の共振器４Ｃを構成するフィルタパターンを備える。ここでは、誘電体基板３の表面上に、超伝導薄膜を例えばフォトリソグラフィなどの手法でパターニングしてフィルタパターンを形成している。一方、誘電体基板３の裏面には全面に超伝導薄膜が形成されており、この裏面側の超伝導薄膜を金属パッケージ２の表面に密着させてグランド５としている。
【００１７】
ここで、超伝導配線４は、Ｒ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ（Ｒは、Ｙ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｓｍ及びＨｏからなる群から選択されるいずれか１種の元素である）系超伝導体材料、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体材料、Ｐｂ−Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体材料、及びＣｕＢａpＣａqＣｕrＯx（１．５＜ｐ＜２．５、２．５＜ｑ＜３．５、３．５＜ｒ＜４．５）系超伝導体材料からなる群から選択されるいずれか１種の超伝導体材料からなる。
【００１８】
また、図３に示すように、超伝導配線４の入出力線４Ａ，４Ｂの端部には電極６Ａ，６Ｂが形成されている。つまり、入出力線４Ａ，４Ｂの端部を構成する超伝導配線上に例えばクロム／パラジウム／銀からなる電極６Ａ，６Ｂが形成されている。
一方、金属パッケージ２は、図４に示すように、その両端に同軸コネクタ７Ａ，７Ｂを備える。同軸コネクタ７Ａ（７Ｂ）の中心導体７ａは、超伝導フィルタデバイス１を装着する領域に突出している。
【００１９】
具体的には、金属パッケージ２は、４２アロイ，コバール，インバー，Ｃｕ又はＣｕ合金、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる群から選択されるいずれか１種の材料からなる。
そして、図１に示すように、超伝導フィルタデバイス１に設けられた電極６Ａ（６Ｂ）と金属パッケージ２に取り付けられた同軸コネクタ７Ａ（７Ｂ）の中心導体７ａとが、はんだ８によって接合（はんだ接合）されている。
【００２０】
ここで、はんだ８は、Ｉｎ又はＩｎをベースとした合金からなるものを用いるのが応力吸収の点で好ましい。
特に、本実施形態では、超伝導配線４の入出力線４Ａ（４Ｂ）の端部近傍［電極近傍；入出力線４Ａ（４Ｂ）の共振器と結合しない部分の一部又は全部］の表面及び側面［電極６Ａ（６Ｂ）の下側の超伝導配線４の側面を含む］が覆われるように保護膜９が形成されている。保護膜９は、例えばスパッタ，蒸着などの成膜方法によって形成すれば良い。
【００２１】
ここで、保護膜９は、はんだ接合時に用いるフラックスの浸透を防ぐためのものであり、誘電体基板３の熱収縮率に近い誘電体材料（誘電体基板３の熱収縮率と同程度の熱収縮率を有する誘電体材料）からなる誘電体保護膜である。具体的には、保護膜９は、ＭｇＯ，ＬａＡｌＯ3，サファイア，ＣｅＯ2，ＴｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3からなる群から選択されるいずれか１種の材料からなる。特に、伝送損失が小さいという点で、ＭｇＯ，ＬａＡｌＯ3，サファイアが好ましい。
【００２２】
また、超伝導配線４は、インピーダンス整合（インピーダンスマッチング）を取るために、保護膜９に覆われた部分に、幅が異なる部分（インピーダンス調整部）４Ｘを有する。ここで、保護膜９を構成する誘電体材料（即ち、誘電体材料の誘電率）及び保護膜９の厚さによってインピーダンス整合を取るためのインピーダンス調整量は変わるため、保護膜９の材料及び厚さに応じて、超伝導配線４の保護膜９に覆われた部分の一部の幅をどの程度変えるかを設定すれば良い。これにより、はんだ接合する際の超伝導配線４の断裂やインピーダンスのミスマッチの改善を図ることができる。
【００２３】
実際には、保護膜９として用いる誘電体材料及び保護膜９の膜厚によってインピーダンス調整量の最適値を求める必要がある。
この場合、電磁界シミュレーションを用いて、種々のモデルを作成して、それぞれについて伝送特性の計算を行なうことになる。
例えば図５（Ａ）に示すように、厚さ０．５０８ｍｍ、１０×１０ｍｍのＬａＡｌＯ3基板（誘電体基板）１５上に超伝導配線［ここではＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体材料からなる（ＹＢＣＯ）］１６を基板１５の左右の端から端まで幅０．２ｍｍのスルーラインとして形成したものをシミュレーション基本モデル１７とする。なお、左側の端をポート１とし、右側をポート２とする。
【００２４】
そして、このシミュレーション基本モデル１７における５〜５．５ＧＨｚの範囲での伝送特性（反射特性）を計算する。
ここで、図５（Ｂ）は、ポート１から入り、ポート１に戻ってくる信号の反射特性の計算結果を示している。
図５（Ｂ）に示すように、この基本モデル１７では、５ＧＨｚにおける反射特性は約−３０ｄＢとなっている。
【００２５】
次に、図６（Ａ）に示すように、上記基本モデル１７の超伝導配線（ここではＹＢＣＯ）１６の中央部に、誘電体保護膜として、厚さ０．５ｍｍ、１ｍｍ×２ｍｍのＭｇＯブロック１８を置き、ＭｇＯブロック１８の下の超伝導配線１６の幅を様々な幅に変更してインピーダンスを調整して、伝送特性を計算する。
それぞれの条件で計算した伝送特性から５ＧＨｚにおける反射特性の値をプロットしたシミュレーション結果は、図６（Ｂ）に示すようになる。
【００２６】
上述のように、上記基本モデル１７では、５ＧＨｚにおける反射特性は約−３０ｄＢであったのに対し、誘電体保護膜としてＭｇＯブロック１８が積層されると、図６（Ｂ）に示すように、反射特性（パターン幅０．２ｍｍの反射特性）は−２０ｄＢになり、悪くなることがわかる。
一方、図６（Ｂ）に示すように、ＭｇＯブロック１８の下の超伝導配線１６の幅を変化させていくと反射特性が小さくなり、その幅が０．１４ｍｍの場合にもっとも反射特性が小さくなることがわかる。上述のように、保護膜の誘電体材料としてＭｇＯを用い、その厚さを０．５ｍｍとした場合、保護膜に覆われた部分の超伝導配線の一部の幅を約０．１２〜約０．１５の範囲内に設定し、所望の超伝導配線の幅（ここでは０．２ｍｍ）に対して、異なる幅の部分（幅の狭い部分）を有するものとすることで、反射特性を約−３０ｄＢ以下に小さくすることができることがわかる。
【００２７】
このように、図１に示すように、はんだ接合時に使用するフラックスが流れ出て超伝導配線４（４Ａ）と接触しないようにするために保護膜９を形成する場合、保護膜９の下の超伝導配線４（４Ａ）の幅を変化させることで反射特性を小さくすることができる。これにより、保護膜９の下の超伝導配線４（４Ａ）の幅を変化させることで超伝導配線４（４Ａ）のインピーダンスを調整することができ、インピーダンスのミスマッチを改善できることになる。
【００２８】
したがって、本実施形態にかかる超伝導フィルタデバイス、超伝導フィルタパッケージ及び超伝導フィルタ装置によれば、伝送特性を劣化させることなく、超伝導フィルタデバイス１の電極６Ａ，６Ｂと金属パッケージ２の同軸コネクタ７Ａ，７Ｂの中心導体７ａとを良好にはんだ接合できるという利点がある。
なお、上述の実施形態では、保護膜として誘電体材料からなる誘電体膜を用いているが、これに限られるものではなく、保護膜として誘電率の小さい樹脂材料などを用いても良い。例えばポリイミドやレジストなどを用いることもできる。
【００２９】
但し、保護膜として樹脂材料などを用いる場合、一般に誘電体基板に比較して熱収縮率が大きいため、室温から極低温環境まで冷却した場合に保護膜が剥離するなどのおそれがある。また、超伝導フィルタデバイスを冷却するための真空容器内の真空状態を真空ポンプから封じきった状態で高品質に保つためにはアウトガスの出やすい樹脂材料などの使用は長期的な真空保持のためには使用するのが難しい。このため、上述の実施形態のように、保護膜として誘電体材料からなる誘電体膜を用いるのが好ましい。
【００３０】
また、上述の実施形態における超伝導フィルタ装置、超伝導フィルタパッケージ及び超伝導フィルタデバイスの構成は、上述のものに限られるものではない。少なくとも、基板上に形成された超伝導配線の入出力線の端部近傍の表面及び側面が覆われるように保護膜が形成され、超伝導配線が、インピーダンス整合を取るために保護膜に覆われた部分に幅が異なる部分を有するように、超伝導フィルタデバイスが構成されていれば良い。
【００３１】
例えば、上述の実施形態では、超伝導フィルタパッケージを、超伝導フィルタデバイスの電極と金属パッケージの同軸コネクタの中心導体とがはんだ接合されたものとして構成し、また、はんだ接合の際に用いるフラックスが流れ出して超伝導配線が断裂してしまうのを防止するために保護膜を設けているが、少なくとも超伝導フィルタデバイスの電極と金属パッケージの同軸コネクタの中心導体との接合部近傍で熱伝導配線が断裂してしまうおそれがあるものであれば本発明を適用することができる。
【００３２】
また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することができる。
以下、上述の実施形態に関し、更に、付記を開示する。
（付記１）
基板上に形成された超伝導配線と、
前記超伝導配線の入出力線の端部に形成された電極と、
前記超伝導配線の入出力線の端部近傍の表面及び側面が覆われるように形成された保護膜とを備え、
前記超伝導配線が、インピーダンス整合を取るために前記保護膜に覆われた部分に幅が異なる部分を有することを特徴とする超伝導フィルタデバイス。
【００３３】
（付記２）
前記超伝導配線の幅が異なる部分は、前記保護膜の材料及び厚さに応じて幅が設定されていることを特徴とする、付記１記載の超伝導フィルタデバイス。
（付記３）
前記基板は、誘電体基板であり、
前記保護膜は、前記誘電体基板の熱収縮率に近い誘電体材料からなることを特徴とする、付記１又は２記載の超伝導フィルタデバイス。
【００３４】
（付記４）
前記保護膜は、ＭｇＯ，ＬａＡｌＯ3，サファイア，ＣｅＯ2，ＴｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3からなる群から選択されるいずれか１種の材料からなることを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載の超伝導フィルタデバイス。
（付記５）
前記基板は、ＬａＡｌＯ3，ＭｇＯ，サファイア，ＣｅＯ2，ＴｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3からなる群から選択されるいずれか１種の材料からなることを特徴とする、付記１〜４のいずれか１項に記載の超伝導フィルタデバイス。
【００３５】
（付記６）
前記超伝導配線は、Ｒ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ（Ｒは、Ｙ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｓｍ及びＨｏからなる群から選択されるいずれか１種の元素である）系超伝導体材料、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体材料、Ｐｂ−Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体材料、及びＣｕＢａpＣａqＣｕrＯx（１．５＜ｐ＜２．５、２．５＜ｑ＜３．５、３．５＜ｒ＜４．５）系超伝導体材料からなる群から選択されるいずれか１種の超伝導体材料からなることを特徴とする、付記１〜５のいずれか１項に記載の超伝導フィルタデバイス。
【００３６】
（付記７）
前記超伝導配線は、共振器を構成するフィルタパターンを備えることを特徴とする、付記１〜６のいずれか１項に記載の超伝導フィルタデバイス。
（付記８）
付記１〜７のいずれか１項に記載の超伝導フィルタデバイスと、
同軸コネクタを有する金属パッケージとを備え、
前記超伝導フィルタデバイスに設けられた前記電極と前記金属パッケージが有する前記同軸コネクタの中心導体とが、はんだ接合されていることを特徴とする超伝導フィルタパッケージ。
【００３７】
（付記９）
前記金属パッケージは、４２アロイ，コバール，インバー，Ｃｕ又はＣｕ合金、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる群から選択されるいずれか１種の材料からなることを特徴とする、付記８記載の超伝導フィルタパッケージ。
（付記１０）
前記はんだは、Ｉｎ又はＩｎをベースとした合金からなることを特徴とする、付記８又は９記載の超伝導フィルタパッケージ。
【００３８】
（付記１１）
筐体と、
前記筐体内に備えられた真空容器と、
前記真空容器内に備えられた、付記８〜１０のいずれか１項に記載の超伝導フィルタパッケージと、
前記筐体内に備えられた、前記超伝導フィルタを冷却するための冷凍機とを備えることを特徴とする超伝導フィルタ装置。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる超伝導フィルタパッケージの一部を示す模式的斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる超伝導フィルタ装置の構成を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる超伝導フィルタデバイスの構成を示す模式的斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる超伝導フィルタパッケージの構成を示す模式的斜視図である。
【図５】（Ａ）は、本発明の一実施形態にかかる超伝導フィルタデバイスのシミュレーション基本モデルを示す模式図であり、（Ｂ）は、シミュレーション基本モデルにおける信号の反射特性を示す図である。
【図６】（Ａ）は、本発明の一実施形態にかかる超伝導フィルタデバイスのシミュレーションモデルを示す模式図であり、（Ｂ）は、シミュレーションモデルにおける信号の反射特性を示す図である。
【図７】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の課題を説明するための模式的斜視図である。
【図８】本発明の課題を説明するための模式的斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 超伝導フィルタデバイス
２ 金属パッケージ
３ 基板（誘電体基板）
４ 超伝導配線
４Ａ，４Ｂ 入出力線
４Ｃ 共振器
５ グランド（超伝導薄膜）
６Ａ，６Ｂ 電極
７Ａ，７Ｂ 同軸コネクタ
７ａ 同軸コネクタの中心導体
８ はんだ
９ 保護膜
１５ ＬａＡｌＯ3基板（誘電体基板）
１６ 超伝導配線［Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体材料（ＹＢＣＯ）からなる超伝導配線］
１７ シミュレーション基本モデル
１８ ＭｇＯブロック
２０ 筐体
２１ 真空容器
２３ 超伝導フィルタパッケージ
２３Ａ 超伝導受信フィルタパッケージ
２３Ｂ 超伝導送信フィルタパッケージ
２４ 冷凍機
２５Ａ〜２５Ｅ 同軸ケーブル
２６ 低雑音増幅器
２７ コールドプレート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば無線基地局などに使用される、超伝導フィルタデバイス、超伝導フィルタパッケージ及び超伝導フィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信の急速な発展に伴い、高速および大容量の伝送技術が不可欠となってきており、高温超伝導体を用いた超伝導フィルタに対する期待が増している。
超伝導体は、マイクロ波などの高周波領域においても、通常の電気的良導体に比べて表面抵抗が非常に小さい。このため、複数の共振器を並べて多段化しても伝送損失を小さく抑えることができ、優れた周波数遮断特性を得ることができ、周波数資源を有効活用することができる。
【０００３】
ところで、超伝導フィルタを機能させるためには約７０Ｋ程度の極低温にまで冷却する必要があり、この温度環境を実現するための様々な技術が必要になる。
極低温の環境を得るためには、液体窒素に直接浸漬したり、冷凍機を用いて冷却したりする方法が考えられるが、近年、急速に開発が進んだ小型の冷凍機を使用することによって、容易に極低温環境を得ることが可能になってきている。
【０００４】
一方、超伝導フィルタの実装技術においても、室温から極低温までの環境温度の変化に耐えられる構成が必要不可欠になっており、このような環境下でも十分な信頼性が確保できれば超伝導フィルタを用いた基地局システムなどが発展し、品質の良い通信環境が広がると考えられている。
に示すように、誘電体基板上に超伝導配線を有する超伝導フィルタデバイスと、これを収める高周波シールド用の金属パッケージとを備える超伝導フィルタパッケージ［例えば図７（Ａ）参照］では、室温と約７０Ｋ程度の極低温との間を行き来するような温度環境において、超伝導フィルタデバイスとこれを収める金属パッケージとの間の熱収縮率差によって、主に信号の入出力を行なう電極部、即ち、超伝導フィルタデバイスの電極と金属パッケージの同軸コネクタの中心導体との接合部に力がかかったとしても、例えば電極と超伝導配線を構成する超伝導薄膜とが剥離したりして接触不良などを起こさないようにする必要がある。
【０００５】
室温と極低温との間の行き来するような温度環境においても良好な接合が得られる方法として、ワイヤボンディングによる接合方法（特許文献１参照）やはんだによる接合方法（特許文献２参照）などが提案されている。
【特許文献１】特許第２９５４５６２号公報
【特許文献２】特開２００５−３３３３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図７（Ａ）に示すように、誘電体基板１００上に超伝導配線１０１を有する超伝導フィルタデバイス１０２と、これを収める高周波シールド用の金属パッケージ１０３とを備える超伝導フィルタパッケージ１０４において、超伝導フィルタデバイス１０２の電極１０５と金属パッケージ１０３の同軸コネクタ１０６の中心導体１０６Ａとをはんだ付けして接合する場合、はんだ１０７及び電極１０５の表面にフラックス１０８を塗布するが、このはんだ接合時に使用するフラックス１０８が超伝導配線１０１が形成されている領域まで流れ出し、加熱されてフラックス１０８中の有機酸などの活性剤成分が活性化し、超伝導配線１０１を溶かしてしまい、フラックス洗浄後、図７（Ｂ）に示すように、超伝導配線１０１が断裂してしまう場合がある。なお、図７（Ａ），（Ｂ）中、符号１０９はグランドとしての超伝導薄膜を示している。
【０００７】
ところで、図８に示すように、超伝導フィルタデバイス１０２の電極１０５近傍の超伝導配線１０１上に保護膜１１０を形成することが考えられるが、この場合、保護膜１１０の誘電率によって超伝導配線１０１自体のインピーダンス（５０Ω）が変化してしまい（即ち、インピーダンスミスマッチが生じてしまい）、反射特性に悪影響がでてしまうことになる。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、伝送特性を劣化させることなく、超伝導フィルタデバイスの電極と金属パッケージの同軸コネクタの中心導体とを良好にはんだ接合できるようにした、超伝導フィルタデバイス、超伝導フィルタパッケージ及び超伝導フィルタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このため、本発明の超伝導フィルタデバイスは、基板上に形成された超伝導配線と、超伝導配線の入出力線の端部に形成された電極と、超伝導配線の入出力線の端部近傍の表面及び側面が覆われるように形成された保護膜とを備え、超伝導配線が、インピーダンス整合を取るために保護膜に覆われた部分に幅が異なる部分を有することを特徴としている。
本発明の超伝導フィルタパッケージは、上記の超伝導フィルタデバイスと、同軸コネクタを有する金属パッケージとを備え、超伝導フィルタデバイスに設けられた電極と金属パッケージが有する同軸コネクタの中心導体とが、はんだ接合されていることを特徴としている。
【００１０】
本発明の超伝導フィルタ装置は、筐体と、筐体内に備えられた真空容器と、真空容器内に備えられた上記の超伝導フィルタパッケージと、筐体内に備えられた、超伝導フィルタを冷却するための冷凍機とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
したがって、本発明の超伝導フィルタデバイス、超伝導フィルタパッケージ及び超伝導フィルタ装置によれば、伝送特性を劣化させることなく、超伝導フィルタデバイスの電極と金属パッケージの同軸コネクタの中心導体とを良好にはんだ接合できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる超伝導フィルタデバイス、超伝導フィルタパッケージ及び超伝導フィルタ装置について、図１〜図６を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる超伝導フィルタ装置は、マイクロストリップライン型の超伝導フィルタデバイスを用いた超伝導フィルタ装置であって、例えば図２に示すように、筐体２０と、筐体２０内に備えられた真空容器２１と、真空容器２１内に備えられた超伝導フィルタパッケージ２３と、筐体２０内に備えられ、超伝導フィルタパッケージ２３を冷却するための冷凍機２４とを備える。
【００１３】
本実施形態では、超伝導フィルタパッケージ２３として、超伝導受信フィルタパッケージ２３Ａと、超伝導送信フィルタパッケージ２３Ｂとを備える。このうち、超伝導受信フィルタパッケージ２３Ａは、一端が同軸ケーブル２５Ａを介してアンテナ（図示せず）に接続されており、他端が同軸ケーブル２５Ｂを介して低雑音増幅器２６に接続され、さらに、低雑音増幅器２６は同軸ケーブル２５Ｃを介して変復調系に接続されている。一方、超伝導送信フィルタパッケージ２３Ｂは、一端が同軸ケーブル２５Ｄを介してアンテナ（図示せず）に接続されており、他端が同軸ケーブル２５Ｅを介して変復調系に接続されている。
【００１４】
また、冷凍機２４にはコールドプレート２７が接続されており、このコールドプレート２７に超伝導受信フィルタパッケージ２３Ａ及び超伝導送信フィルタパッケージ２３Ｂが接するように構成されている。これにより、コールドプレート２７を介して、冷凍機２４によって、超伝導受信フィルタパッケージ２３Ａ及び超伝導送信フィルタパッケージ２３Ｂを約７０Ｋ程度の極低温まで冷却できるようにしている。ここでは、コールドプレート２７を介して、冷凍機２４によって、低雑音増幅器２６も冷却されるようになっている。
【００１５】
ここでは、超伝導フィルタパッケージ２３は、図４に示すように、超伝導フィルタデバイス１と、これを収める高周波シールド用の金属パッケージ２とを備える。
ここで、超伝導フィルタデバイス１は、図３に示すように、基板３上に超伝導薄膜によって形成された超伝導配線４を備える。
本実施形態では、基板３は誘電体基板である。具体的には、基板３は、ＬａＡｌＯ3，ＭｇＯ，サファイア，ＣｅＯ2，ＴｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3からなる群から選択されるいずれか１種の材料からなる。特に、伝送損失が小さいという点で、ＭｇＯ，ＬａＡｌＯ3，サファイアを用いるのが好ましい。
【００１６】
また、超伝導配線４は、図３に示すように、一端側と他端側とに設けられた入出力線（信号入出力線）４Ａ，４Ｂ、及び、複数の共振器４Ｃを構成するフィルタパターンを備える。ここでは、誘電体基板３の表面上に、超伝導薄膜を例えばフォトリソグラフィなどの手法でパターニングしてフィルタパターンを形成している。一方、誘電体基板３の裏面には全面に超伝導薄膜が形成されており、この裏面側の超伝導薄膜を金属パッケージ２の表面に密着させてグランド５としている。
【００１７】
ここで、超伝導配線４は、Ｒ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ（Ｒは、Ｙ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｓｍ及びＨｏからなる群から選択されるいずれか１種の元素である）系超伝導体材料、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体材料、Ｐｂ−Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体材料、及びＣｕＢａpＣａqＣｕrＯx（１．５＜ｐ＜２．５、２．５＜ｑ＜３．５、３．５＜ｒ＜４．５）系超伝導体材料からなる群から選択されるいずれか１種の超伝導体材料からなる。
【００１８】
また、図３に示すように、超伝導配線４の入出力線４Ａ，４Ｂの端部には電極６Ａ，６Ｂが形成されている。つまり、入出力線４Ａ，４Ｂの端部を構成する超伝導配線上に例えばクロム／パラジウム／銀からなる電極６Ａ，６Ｂが形成されている。
一方、金属パッケージ２は、図４に示すように、その両端に同軸コネクタ７Ａ，７Ｂを備える。同軸コネクタ７Ａ（７Ｂ）の中心導体７ａは、超伝導フィルタデバイス１を装着する領域に突出している。
【００１９】
具体的には、金属パッケージ２は、４２アロイ，コバール，インバー，Ｃｕ又はＣｕ合金、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる群から選択されるいずれか１種の材料からなる。
そして、図１に示すように、超伝導フィルタデバイス１に設けられた電極６Ａ（６Ｂ）と金属パッケージ２に取り付けられた同軸コネクタ７Ａ（７Ｂ）の中心導体７ａとが、はんだ８によって接合（はんだ接合）されている。
【００２０】
ここで、はんだ８は、Ｉｎ又はＩｎをベースとした合金からなるものを用いるのが応力吸収の点で好ましい。
特に、本実施形態では、超伝導配線４の入出力線４Ａ（４Ｂ）の端部近傍［電極近傍；入出力線４Ａ（４Ｂ）の共振器と結合しない部分の一部又は全部］の表面及び側面［電極６Ａ（６Ｂ）の下側の超伝導配線４の側面を含む］が覆われるように保護膜９が形成されている。保護膜９は、例えばスパッタ，蒸着などの成膜方法によって形成すれば良い。
【００２１】
ここで、保護膜９は、はんだ接合時に用いるフラックスの浸透を防ぐためのものであり、誘電体基板３の熱収縮率に近い誘電体材料（誘電体基板３の熱収縮率と同程度の熱収縮率を有する誘電体材料）からなる誘電体保護膜である。具体的には、保護膜９は、ＭｇＯ，ＬａＡｌＯ3，サファイア，ＣｅＯ2，ＴｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3からなる群から選択されるいずれか１種の材料からなる。特に、伝送損失が小さいという点で、ＭｇＯ，ＬａＡｌＯ3，サファイアが好ましい。
【００２２】
また、超伝導配線４は、インピーダンス整合（インピーダンスマッチング）を取るために、保護膜９に覆われた部分に、幅が異なる部分（インピーダンス調整部）４Ｘを有する。ここで、保護膜９を構成する誘電体材料（即ち、誘電体材料の誘電率）及び保護膜９の厚さによってインピーダンス整合を取るためのインピーダンス調整量は変わるため、保護膜９の材料及び厚さに応じて、超伝導配線４の保護膜９に覆われた部分の一部の幅をどの程度変えるかを設定すれば良い。これにより、はんだ接合する際の超伝導配線４の断裂やインピーダンスのミスマッチの改善を図ることができる。
【００２３】
実際には、保護膜９として用いる誘電体材料及び保護膜９の膜厚によってインピーダンス調整量の最適値を求める必要がある。
この場合、電磁界シミュレーションを用いて、種々のモデルを作成して、それぞれについて伝送特性の計算を行なうことになる。
例えば図５（Ａ）に示すように、厚さ０．５０８ｍｍ、１０×１０ｍｍのＬａＡｌＯ3基板（誘電体基板）１５上に超伝導配線［ここではＹ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体材料からなる（ＹＢＣＯ）］１６を基板１５の左右の端から端まで幅０．２ｍｍのスルーラインとして形成したものをシミュレーション基本モデル１７とする。なお、左側の端をポート１とし、右側をポート２とする。
【００２４】
そして、このシミュレーション基本モデル１７における５〜５．５ＧＨｚの範囲での伝送特性（反射特性）を計算する。
ここで、図５（Ｂ）は、ポート１から入り、ポート１に戻ってくる信号の反射特性の計算結果を示している。
図５（Ｂ）に示すように、この基本モデル１７では、５ＧＨｚにおける反射特性は約−３０ｄＢとなっている。
【００２５】
次に、図６（Ａ）に示すように、上記基本モデル１７の超伝導配線（ここではＹＢＣＯ）１６の中央部に、誘電体保護膜として、厚さ０．５ｍｍ、１ｍｍ×２ｍｍのＭｇＯブロック１８を置き、ＭｇＯブロック１８の下の超伝導配線１６の幅を様々な幅に変更してインピーダンスを調整して、伝送特性を計算する。
それぞれの条件で計算した伝送特性から５ＧＨｚにおける反射特性の値をプロットしたシミュレーション結果は、図６（Ｂ）に示すようになる。
【００２６】
上述のように、上記基本モデル１７では、５ＧＨｚにおける反射特性は約−３０ｄＢであったのに対し、誘電体保護膜としてＭｇＯブロック１８が積層されると、図６（Ｂ）に示すように、反射特性（パターン幅０．２ｍｍの反射特性）は−２０ｄＢになり、悪くなることがわかる。
一方、図６（Ｂ）に示すように、ＭｇＯブロック１８の下の超伝導配線１６の幅を変化させていくと反射特性が小さくなり、その幅が０．１４ｍｍの場合にもっとも反射特性が小さくなることがわかる。上述のように、保護膜の誘電体材料としてＭｇＯを用い、その厚さを０．５ｍｍとした場合、保護膜に覆われた部分の超伝導配線の一部の幅を約０．１２〜約０．１５の範囲内に設定し、所望の超伝導配線の幅（ここでは０．２ｍｍ）に対して、異なる幅の部分（幅の狭い部分）を有するものとすることで、反射特性を約−３０ｄＢ以下に小さくすることができることがわかる。
【００２７】
このように、図１に示すように、はんだ接合時に使用するフラックスが流れ出て超伝導配線４（４Ａ）と接触しないようにするために保護膜９を形成する場合、保護膜９の下の超伝導配線４（４Ａ）の幅を変化させることで反射特性を小さくすることができる。これにより、保護膜９の下の超伝導配線４（４Ａ）の幅を変化させることで超伝導配線４（４Ａ）のインピーダンスを調整することができ、インピーダンスのミスマッチを改善できることになる。
【００２８】
したがって、本実施形態にかかる超伝導フィルタデバイス、超伝導フィルタパッケージ及び超伝導フィルタ装置によれば、伝送特性を劣化させることなく、超伝導フィルタデバイス１の電極６Ａ，６Ｂと金属パッケージ２の同軸コネクタ７Ａ，７Ｂの中心導体７ａとを良好にはんだ接合できるという利点がある。
なお、上述の実施形態では、保護膜として誘電体材料からなる誘電体膜を用いているが、これに限られるものではなく、保護膜として誘電率の小さい樹脂材料などを用いても良い。例えばポリイミドやレジストなどを用いることもできる。
【００２９】
但し、保護膜として樹脂材料などを用いる場合、一般に誘電体基板に比較して熱収縮率が大きいため、室温から極低温環境まで冷却した場合に保護膜が剥離するなどのおそれがある。また、超伝導フィルタデバイスを冷却するための真空容器内の真空状態を真空ポンプから封じきった状態で高品質に保つためにはアウトガスの出やすい樹脂材料などの使用は長期的な真空保持のためには使用するのが難しい。このため、上述の実施形態のように、保護膜として誘電体材料からなる誘電体膜を用いるのが好ましい。
【００３０】
また、上述の実施形態における超伝導フィルタ装置、超伝導フィルタパッケージ及び超伝導フィルタデバイスの構成は、上述のものに限られるものではない。少なくとも、基板上に形成された超伝導配線の入出力線の端部近傍の表面及び側面が覆われるように保護膜が形成され、超伝導配線が、インピーダンス整合を取るために保護膜に覆われた部分に幅が異なる部分を有するように、超伝導フィルタデバイスが構成されていれば良い。
【００３１】
例えば、上述の実施形態では、超伝導フィルタパッケージを、超伝導フィルタデバイスの電極と金属パッケージの同軸コネクタの中心導体とがはんだ接合されたものとして構成し、また、はんだ接合の際に用いるフラックスが流れ出して超伝導配線が断裂してしまうのを防止するために保護膜を設けているが、少なくとも超伝導フィルタデバイスの電極と金属パッケージの同軸コネクタの中心導体との接合部近傍で熱伝導配線が断裂してしまうおそれがあるものであれば本発明を適用することができる。
【００３２】
また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することができる。
以下、上述の実施形態に関し、更に、付記を開示する。
（付記１）
基板上に形成された超伝導配線と、
前記超伝導配線の入出力線の端部に形成された電極と、
前記超伝導配線の入出力線の端部近傍の表面及び側面が覆われるように形成された保護膜とを備え、
前記超伝導配線が、インピーダンス整合を取るために前記保護膜に覆われた部分に幅が異なる部分を有することを特徴とする超伝導フィルタデバイス。
【００３３】
（付記２）
前記超伝導配線の幅が異なる部分は、前記保護膜の材料及び厚さに応じて幅が設定されていることを特徴とする、付記１記載の超伝導フィルタデバイス。
（付記３）
前記基板は、誘電体基板であり、
前記保護膜は、前記誘電体基板の熱収縮率に近い誘電体材料からなることを特徴とする、付記１又は２記載の超伝導フィルタデバイス。
【００３４】
（付記４）
前記保護膜は、ＭｇＯ，ＬａＡｌＯ3，サファイア，ＣｅＯ2，ＴｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3からなる群から選択されるいずれか１種の材料からなることを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載の超伝導フィルタデバイス。
（付記５）
前記基板は、ＬａＡｌＯ3，ＭｇＯ，サファイア，ＣｅＯ2，ＴｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3からなる群から選択されるいずれか１種の材料からなることを特徴とする、付記１〜４のいずれか１項に記載の超伝導フィルタデバイス。
【００３５】
（付記６）
前記超伝導配線は、Ｒ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ（Ｒは、Ｙ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｓｍ及びＨｏからなる群から選択されるいずれか１種の元素である）系超伝導体材料、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体材料、Ｐｂ−Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体材料、及びＣｕＢａpＣａqＣｕrＯx（１．５＜ｐ＜２．５、２．５＜ｑ＜３．５、３．５＜ｒ＜４．５）系超伝導体材料からなる群から選択されるいずれか１種の超伝導体材料からなることを特徴とする、付記１〜５のいずれか１項に記載の超伝導フィルタデバイス。
【００３６】
（付記７）
前記超伝導配線は、共振器を構成するフィルタパターンを備えることを特徴とする、付記１〜６のいずれか１項に記載の超伝導フィルタデバイス。
（付記８）
付記１〜７のいずれか１項に記載の超伝導フィルタデバイスと、
同軸コネクタを有する金属パッケージとを備え、
前記超伝導フィルタデバイスに設けられた前記電極と前記金属パッケージが有する前記同軸コネクタの中心導体とが、はんだ接合されていることを特徴とする超伝導フィルタパッケージ。
【００３７】
（付記９）
前記金属パッケージは、４２アロイ，コバール，インバー，Ｃｕ又はＣｕ合金、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる群から選択されるいずれか１種の材料からなることを特徴とする、付記８記載の超伝導フィルタパッケージ。
（付記１０）
前記はんだは、Ｉｎ又はＩｎをベースとした合金からなることを特徴とする、付記８又は９記載の超伝導フィルタパッケージ。
【００３８】
（付記１１）
筐体と、
前記筐体内に備えられた真空容器と、
前記真空容器内に備えられた、付記８〜１０のいずれか１項に記載の超伝導フィルタパッケージと、
前記筐体内に備えられた、前記超伝導フィルタを冷却するための冷凍機とを備えることを特徴とする超伝導フィルタ装置。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる超伝導フィルタパッケージの一部を示す模式的斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる超伝導フィルタ装置の構成を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる超伝導フィルタデバイスの構成を示す模式的斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる超伝導フィルタパッケージの構成を示す模式的斜視図である。
【図５】（Ａ）は、本発明の一実施形態にかかる超伝導フィルタデバイスのシミュレーション基本モデルを示す模式図であり、（Ｂ）は、シミュレーション基本モデルにおける信号の反射特性を示す図である。
【図６】（Ａ）は、本発明の一実施形態にかかる超伝導フィルタデバイスのシミュレーションモデルを示す模式図であり、（Ｂ）は、シミュレーションモデルにおける信号の反射特性を示す図である。
【図７】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の課題を説明するための模式的斜視図である。
【図８】本発明の課題を説明するための模式的斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 超伝導フィルタデバイス
２ 金属パッケージ
３ 基板（誘電体基板）
４ 超伝導配線
４Ａ，４Ｂ 入出力線
４Ｃ 共振器
５ グランド（超伝導薄膜）
６Ａ，６Ｂ 電極
７Ａ，７Ｂ 同軸コネクタ
７ａ 同軸コネクタの中心導体
８ はんだ
９ 保護膜
１５ ＬａＡｌＯ3基板（誘電体基板）
１６ 超伝導配線［Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体材料（ＹＢＣＯ）からなる超伝導配線］
１７ シミュレーション基本モデル
１８ ＭｇＯブロック
２０ 筐体
２１ 真空容器
２３ 超伝導フィルタパッケージ
２３Ａ 超伝導受信フィルタパッケージ
２３Ｂ 超伝導送信フィルタパッケージ
２４ 冷凍機
２５Ａ〜２５Ｅ 同軸ケーブル
２６ 低雑音増幅器
２７ コールドプレート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された超伝導配線と、
前記超伝導配線の入出力線の端部に形成された電極と、
前記超伝導配線の入出力線の端部近傍の表面及び側面が覆われるように形成された保護膜とを備え、
前記超伝導配線が、インピーダンス整合を取るために前記保護膜に覆われた部分に幅が異なる部分を有することを特徴とする超伝導フィルタデバイス。
【請求項２】
前記保護膜は、ＭｇＯ，ＬａＡｌＯ3，サファイア，ＣｅＯ2，ＴｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3からなる群から選択されるいずれか１種の材料からなることを特徴とする、請求項１記載の超伝導フィルタデバイス。
【請求項３】
前記超伝導配線は、Ｒ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ（Ｒは、Ｙ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｓｍ及びＨｏからなる群から選択されるいずれか１種の元素である）系超伝導体材料、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体材料、Ｐｂ−Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体材料、及びＣｕＢａpＣａqＣｕrＯx（１．５＜ｐ＜２．５、２．５＜ｑ＜３．５、３．５＜ｒ＜４．５）系超伝導体材料からなる群から選択されるいずれか１種の超伝導体材料からなることを特徴とする、請求項１又は２記載の超伝導フィルタデバイス。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の超伝導フィルタデバイスと、
同軸コネクタを有する金属パッケージとを備え、
前記超伝導フィルタデバイスに設けられた前記電極と前記金属パッケージが有する前記同軸コネクタの中心導体とが、はんだ接合されていることを特徴とする超伝導フィルタパッケージ。
【請求項５】
筐体と、
前記筐体内に備えられた真空容器と、
前記真空容器内に備えられた、請求項４記載の超伝導フィルタパッケージと、
前記筐体内に備えられた、前記超伝導フィルタを冷却するための冷凍機とを備えることを特徴とする超伝導フィルタ装置。
【請求項１】
基板上に形成された超伝導配線と、
前記超伝導配線の入出力線の端部に形成された電極と、
前記超伝導配線の入出力線の端部近傍の表面及び側面が覆われるように形成された保護膜とを備え、
前記超伝導配線が、インピーダンス整合を取るために前記保護膜に覆われた部分に幅が異なる部分を有することを特徴とする超伝導フィルタデバイス。
【請求項２】
前記保護膜は、ＭｇＯ，ＬａＡｌＯ3，サファイア，ＣｅＯ2，ＴｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3からなる群から選択されるいずれか１種の材料からなることを特徴とする、請求項１記載の超伝導フィルタデバイス。
【請求項３】
前記超伝導配線は、Ｒ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ（Ｒは、Ｙ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｓｍ及びＨｏからなる群から選択されるいずれか１種の元素である）系超伝導体材料、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体材料、Ｐｂ−Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体材料、及びＣｕＢａpＣａqＣｕrＯx（１．５＜ｐ＜２．５、２．５＜ｑ＜３．５、３．５＜ｒ＜４．５）系超伝導体材料からなる群から選択されるいずれか１種の超伝導体材料からなることを特徴とする、請求項１又は２記載の超伝導フィルタデバイス。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の超伝導フィルタデバイスと、
同軸コネクタを有する金属パッケージとを備え、
前記超伝導フィルタデバイスに設けられた前記電極と前記金属パッケージが有する前記同軸コネクタの中心導体とが、はんだ接合されていることを特徴とする超伝導フィルタパッケージ。
【請求項５】
筐体と、
前記筐体内に備えられた真空容器と、
前記真空容器内に備えられた、請求項４記載の超伝導フィルタパッケージと、
前記筐体内に備えられた、前記超伝導フィルタを冷却するための冷凍機とを備えることを特徴とする超伝導フィルタ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−３８５６７（Ｐ２００９−３８５６７Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２００７６４（Ｐ２００７−２００７６４）
【出願日】平成１９年８月１日（２００７．８．１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１８年度、総務省、「電波資源拡大のための研究開発」委託研究、産業再生法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月１日（２００７．８．１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１８年度、総務省、「電波資源拡大のための研究開発」委託研究、産業再生法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]