(57)【要約】【課題】同軸コネクタの端子と超伝導素子の電極とを比較的低い温度で接合し得る同軸コネクタ及びその製造方法並びにその同軸コネクタを用いた超伝導装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】同軸ケーブルに接続される同軸コネクタ１０であって、中心導体である端子１２の表面に、Ｉｎと共晶反応を生じる金属材料より成る表面被覆層２０が形成されている。同軸コネクタの端子の表面に、Ｉｎと共晶反応を生ずる金属材料より成る表面被覆層が形成されているため、同軸コネクタの端子と超伝導素子の電極とをＩｎ系はんだより成るはんだ層により比較的低い温度で接合することができる。このため、超伝導フィルタの超伝導体膜の内部から酸素が放出されるのを抑制することができ、臨界温度ＴＣの低下を抑制することができる。【選択図】  図１
2008071583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸ケーブルに接続される同軸コネクタであって、
中心導体である端子の表面に、Ｉｎと共晶反応を生じる金属材料より成る表面被覆層が形成されている
ことを特徴とする同軸コネクタ。
【請求項２】
請求項１記載の同軸コネクタにおいて、
前記金属材料は、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｇａ又はＺｎである
ことを特徴とする同軸コネクタ。
【請求項３】
同軸ケーブルに接続される同軸コネクタの製造方法であって、
中心導体である端子の表面に、Ｉｎと共晶反応を生じる金属材料より成る表面被覆層を形成する工程を有する
ことを特徴とする同軸コネクタの製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の同軸コネクタの製造方法において、
前記金属材料は、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｇａ又はＺｎである
ことを特徴とする同軸コネクタの製造方法。
【請求項５】
同軸ケーブルに接続される同軸コネクタと、前記同軸コネクタを介して前記同軸ケーブルに接続される超伝導フィルタとを有する超伝導装置であって、
前記同軸コネクタの中心導体である端子の表面に、Ｉｎと共晶反応を生じる金属材料より成る表面被覆層が形成されており、
前記超伝導フィルタの電極と前記端子とが、Ｉｎ系はんだより成るはんだ層により接合されている
ことを特徴とする超伝導装置。
【請求項６】
請求項５記載の超伝導装置において、
前記はんだ層と前記端子との接触部においてＩｎと前記金属材料との共晶合金層が選択的に形成されており、Ｉｎと前記金属材料との共晶反応が生じていない部分が前記はんだ層に存在している
ことを特徴とする超伝導装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載の超伝導装置において、
前記金属材料は、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｇａ又はＺｎである
ことを特徴とする超伝導装置。
【請求項８】
同軸ケーブルに接続される同軸コネクタと、前記同軸コネクタを介して前記同軸ケーブルに接続される超伝導フィルタとを有する超伝導装置の製造方法であって、
前記同軸コネクタの中心導体である端子の表面に、Ｉｎと共晶反応を生じる金属材料より成る表面被覆層を形成する第１の工程と、
前記超伝導フィルタの電極上にＩｎ系はんだより成るはんだ層を形成する第２の工程と、
熱処理を行うことにより、前記端子と前記電極とを前記Ｉｎ系はんだにより接合する第３の工程とを有する
ことを特徴とする超伝導装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の超伝導装置の製造方法において、
前記第３の工程では、前記はんだ層と前記表面被覆層との接触部においてＩｎと前記金属材料との共晶反応を選択的に生じさせ、Ｉｎと前記金属材料との共晶反応が生じていない部分を前記はんだ層に残存させる
ことを特徴とする超伝導装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の超伝導装置の製造方法において、
前記金属材料は、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｇａ又はＺｎである
ことを特徴とする超伝導装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同軸コネクタ及びその製造方法並びに超伝導装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超伝導体を用いた超伝導フィルタは、電気良導体を用いた一般のフィルタと比較して良好な周波数特性が得られるため、近時、大きな注目を集めている。
【０００３】
超伝導フィルタは、高周波に対する電磁シールドが可能な金属製容器内に実装され、例えば冷凍機を用いて７０Ｋ程度まで冷却して用いられる。
【０００４】
超伝導フィルタが実装された提案されている超伝導装置を図１１を用いて説明する。図１１は、提案されている超伝導装置を示す断面図である。
【０００５】
図１１に示すように、金属製容器（金属パッケージ）１２４内には、超伝導フィルタ１２６が実装されている。超伝導フィルタ１２６は、誘電体基板１２８と、誘電体基板１２８上に形成された超伝導体膜より成るパターン１３０と、誘電体基板１２８の下に形成されたグランドプレーン１３６とを有している。パターン１３０の端部には、電極１３４が形成されており、グランドプレーン１３６の下には、グランド電極１３８が形成されている。
【０００６】
金属製容器１２４の端部には、同軸ケーブル（図示せず）と超伝導フィルタ１２６とを電気的に接続するための同軸コネクタ１１０が設けられている。同軸コネクタ１１０は、レセプタクルとして機能するものである。同軸コネクタ１１０は、中心導体である端子１１２と、絶縁体１１４と、カップリング１１６と、ボディ１１８とを有している。
【０００７】
端子１１２の表面には、例えばＩｎより成る表面被覆層１２０が形成されている。同軸コネクタ１１０の端子１１２は、Ｉｎ系はんだ１４２を用いて超伝導フィルタ１２６の電極１３４に接続されている。
【０００８】
同軸コネクタ１１０の端子１１２と超伝導フィルタ１２６の電極１３４との接合にＩｎ系はんだ１４２を用いるのは、Ｉｎ系はんだ１４２は、常温のみならず低温においても良好な柔軟性が得られるためである。同軸コネクタの端子と超伝導フィルタの電極との接合に通常のＳｎ−３７％Ｐｂはんだを用いた場合、室温と低温との間で温度を変化させると、金属製容器１２４と超伝導フィルタ１２６との熱膨張率の差に起因して、はんだ接合部に大きな応力が加わり、はんだ接合部が剥離してしまう。これに対し、Ｉｎ系はんだを用いれば、Ｉｎ系はんだは常温のみならず低温においても良好な柔軟性が得られるため、室温と低温との間で温度を変化させた場合であっても、金属製容器１２４と超伝導フィルタ１２６との熱膨張率の差に起因してはんだ接合部に加わる応力を、緩和することができる。
【０００９】
提案されている超伝導装置によれば、同軸コネクタ１１０を用いて同軸ケーブル（図示せず）と超伝導フィルタ１２６とを電気的に接続することができるため、機器の接続作業を容易化することができる。
【特許文献１】特開２００３−２８２１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、同軸コネクタ１１０の端子１１２と超伝導フィルタ１２６の電極１３４とをＩｎ系はんだ１４２を用いて接合するためには、Ｉｎの融点である約１５７℃より高い温度で熱処理を行わなければならない。かかる熱処理の温度は例えば２００℃程度に設定される。Ｉｎの融点より十分に高い温度で熱処理を行うのは、端子１１２と電極１３４とをＩｎ系はんだ１４２により速やか且つ確実に接合するためである。このような比較的高い温度で熱処理を行った場合には、超伝導フィルタ１２６の超伝導体膜１３０、１３６中から酸素が放出されてしまう虞がある。超伝導体膜１３０、１３６中から酸素が放出されると、超伝導フィルタ１２６の超伝導体膜１３０、１３６の臨界温度ＴＣが低下してしまう。臨界温度ＴＣが低下した場合には、低下した臨界温度ＴＣより更に低い温度まで超伝導フィルタ１２６を冷却しなければならず、冷凍機に対する負担が大きくなる。
【００１１】
本発明の目的は、同軸コネクタの端子と超伝導素子の電極とを比較的低い温度で接合し得る同軸コネクタ及びその製造方法並びにその同軸コネクタを用いた超伝導装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一観点によれば、同軸ケーブルに接続される同軸コネクタであって、中心導体である端子の表面に、Ｉｎと共晶反応を生じる金属材料より成る表面被覆層が形成されていることを特徴とする同軸コネクタが提供される。
【００１３】
また、本発明の他の観点によれば、同軸ケーブルに接続される同軸コネクタの製造方法であって、中心導体である端子の表面に、Ｉｎと共晶反応を生じる金属材料より成る表面被覆層を形成する工程を有することを特徴とする同軸コネクタの製造方法が提供される。
【００１４】
また、本発明の更に他の観点によれば、同軸ケーブルに接続される同軸コネクタと、前記同軸コネクタを介して前記同軸ケーブルに接続される超伝導フィルタとを有する超伝導装置であって、前記同軸コネクタの中心導体である端子の表面に、Ｉｎと共晶反応を生じる金属材料より成る表面被覆層が形成されており、前記超伝導フィルタの電極と前記端子とが、Ｉｎ系はんだより成るはんだ層により接合されていることを特徴とする超伝導装置が提供される。
【００１５】
また、本発明の更に他の観点によれば、同軸ケーブルに接続される同軸コネクタと、前記同軸コネクタを介して前記同軸ケーブルに接続される超伝導フィルタとを有する超伝導装置の製造方法であって、前記同軸コネクタの中心導体である端子の表面に、Ｉｎと共晶反応を生じる金属材料より成る表面被覆層を形成する第１の工程と、前記超伝導フィルタの電極上にＩｎ系はんだより成るはんだ層を形成する第２の工程と、熱処理を行うことにより、前記端子と前記電極とを前記Ｉｎ系はんだにより接合する第３の工程とを有することを特徴とする超伝導装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、同軸コネクタの端子の表面に、Ｉｎと共晶反応を生ずる金属材料より成る表面被覆層が形成されているため、同軸コネクタの端子と超伝導素子の電極とをＩｎ系はんだより成るはんだ層により比較的低い温度で接合することができる。このため、本発明によれば、超伝導フィルタの超伝導体膜の内部から酸素が放出されるのを抑制することができ、臨界温度ＴＣの低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［一実施形態］
本発明の一実施形態による同軸コネクタ及びその製造方法並びに超伝導装置及びその製造方法を図１乃至図７を用いて説明する。
【００１８】
（同軸コネクタ）
まず、本実施形態による同軸コネクタについて図１を用いて説明する。図１は、本実施形態による同軸コネクタを示す側面図である。なお、端子の端部については断面を示している。
【００１９】
図１に示すように、同軸コネクタ１０は、中心導体である端子１２と、端子１２の周囲に形成されたフッ素系樹脂より成る円筒状の絶縁体１４と、絶縁体１４の周囲に形成された外部導体である円筒状のカップリング１６と、端子１２、絶縁体１４及びカップリング１６を支持するボディ１８とを有している。
【００２０】
本実施形態による同軸コネクタ１０は、後述するように、Ｉｎ系はんだより成るはんだ層４２（図３参照）を用いて接合されるものである。
【００２１】
同軸コネクタ１０は、ＳＭＡ（SUB- MINIATURE TYPE A)形の同軸コネクタであり、レセプタクルとして機能するものである。
【００２２】
端子１２の紙面右側の端部は、棒状になっている。端子１２の材料としては、例えばＣｕが用いられている。
【００２３】
端子１２の表面には、Ｉｎと共晶反応を生じる金属材料より成る表面被覆層２０が形成されている。表面被覆層２０の厚さは、例えば１００μｍとする。表面被覆層２０の材料としては、例えばＳｎが用いられている。
【００２４】
図２は、Ｉｎ−Ｓｎ合金の状態図である。図２において下側の横軸はＳｎの濃度（原子％）を示しており、上側の横軸はＳｎの濃度（重量％）を示しており、縦軸は温度を示している。なお、図２に示す状態図は、M. Hansen, “Constitution of Binary Alloys”, McGraw-Hill, (1958)に記載されている。
【００２５】
図２から分かるように、Ｉｎの融点は約１５５℃である。一方、Ｓｎの融点は約２３２℃である。また、Ｉｎ−Ｓｎ合金の共晶温度（共晶点）は約１１７℃である。これらのことから、ＩｎとＳｎとの共晶反応は、Ｉｎの融点である１５５℃よりも低い温度で生じることが分かる。
【００２６】
本実施形態では、Ｓｎより成る表面被覆層２０が端子１２の表面に形成されているため、Ｉｎ系はんだより成るはんだ層３４により同軸コネクタ１０の端子１２と超伝導フィルタ２６の電極３４（図３（ｂ）参照）とを接合する際に、ＩｎとＳｎとの共晶反応が生じ、ＩｎとＳｎとの共晶合金層４４（図３（ｂ）参照）が形成される。上述したように、Ｉｎ−Ｓｎ合金の共晶温度はＩｎの融点より低いため、本実施形態によれば、同軸コネクタ１０の端子１２と超伝導フィルタの電極３４とを比較的低い温度で接合することが可能となる。このため、本実施形態によれば、超伝導フィルタ２６の超伝導体膜３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂ、３６（図３参照）中から酸素が放出されるのを抑制することが可能となり、臨界温度ＴＣの低下を抑制することが可能となる。
【００２７】
なお、臨界温度とは、物質が超伝導状態になる温度、即ち、超伝導体の電気抵抗がゼロになる温度のことである。
【００２８】
なお、本明細書中でＩｎ系はんだとは、純Ｉｎ、Ｉｎを含む二元系合金、Ｉｎを主成分とする三元系以上の合金等をいう。
【００２９】
カップリング１６の周囲には、ネジ山２３が形成されている。カップリング１６は、ねじ込み式の結合方式により同軸ケーブル（図示せず）側の同軸コネクタ（図示せず）と結合する際に、雄結合部として機能するものである。
【００３０】
こうして、本実施形態による同軸コネクタが構成されている。
【００３１】
（同軸コネクタの製造方法）
次に、本実施形態による同軸コネクタの製造方法を図１を用いて説明する。
【００３２】
まず、例えばＣｕより成る端子１２を用意する。
【００３３】
次に、例えばディップ法により、端子１２の表面に表面被覆層２０を形成する。具体的には、以下のようにして、端子１２の表面に表面被覆層２０を形成する。
【００３４】
まず、端子１２の表面に、例えばロジン系のフラックスを塗布する。
【００３５】
次に、溶融したＳｎ系のはんだ浴に、端子１２を浸漬する。そうすると、端子１２の表面にＳｎより成る表面被覆層２０が形成される。
【００３６】
こうして、表面にＳｎより成る表面被覆層２０が形成された端子１２が形成される。
【００３７】
なお、ここでは、ディップ法により、端子１２の表面に表面被覆層２０を形成する場合を例に説明したが、表面被覆層２０を形成する方法はディップ法に限定されるものではない。例えば、めっき法又は蒸着法等により、端子１２の表面に表面被覆層２０を形成することも可能である。
【００３８】
こうして形成された端子１２を、絶縁物１４、カップリング１６、及びボディ１８等と組み合わせると、本実施形態による同軸コネクタ１０が製造される。
【００３９】
なお、各々の構成部品を組み合わせた後に、端子１２以外の部分にマスキングを施し、この後、端子１２の表面に表面被覆層２０を形成することによっても、本実施形態による同軸コネクタ１０を製造することが可能である。
【００４０】
（超伝導装置）
次に、本実施形態による同軸コネクタを用いた超伝導装置を図３を用いて説明する。図３は、本実施形態による超伝導装置を示す概略図である。図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）は断面図である。
【００４１】
図３（ａ）に示すように、本実施形態による超伝導装置は、金属製容器（金属パッケージ）２４と、金属製容器２４内に実装された超伝導フィルタ２６と、超伝導フィルタ２６と同軸ケーブル（図示せず）とを電気的に接続するための同軸コネクタ１０とを有している。
【００４２】
金属製容器２４の材料としては、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、コバール（Kovar）、インバー（Invar）、４２アロイ等を用いることができる。ここでは、金属製容器２４の材料として、例えば無酸素銅が用いる。金属製容器２４の外形寸法は、例えば５４ｍｍ×４８ｍｍ×１３．５ｍｍとする。
【００４３】
金属製容器２４内には、例えば２ＧＨｚ帯のバンドパスフィルタである超伝導フィルタ２６が実装されている。
【００４４】
ここで、超伝導フィルタ２６について説明する。
【００４５】
超伝導フィルタ２６の基板としては、ＭｇＯ単結晶より成る誘電体基板２８が用いられている。誘電体基板２８の寸法は、例えば３８ｍｍ×４４ｍｍ×０．５ｍｍとする。
【００４６】
誘電体基板２８上には、超伝導体膜より成る１／２波長型のヘアピン型パターン３０ａ、３０ｂが交互に形成されている。ヘアピン型パターン３０ａ、３０ｂを構成する超伝導体膜としては、例えばＹＢａ２Ｃｕ３ＯＸ（Ｘ＝６．５〜７）を主成分とする超伝導体膜（以下、「ＹＢＣＯ系超伝導体膜」ともいう）が用いられている。かかる超伝導体膜は、臨界温度が比較的高い超伝導体膜である高温超伝導体膜である。ヘアピン型パターン３０ａとヘアピン型パターン３０ｂは、全体として一列に配置されている。ヘアピン型パターン３０ａ、３０ｂは、合計で９個配置されている。一列に配置されたヘアピン型パターン３０ａの両側の誘電体基板２８上には、超伝導体膜より成る１／４波長型のフィーダラインパターン３２ａ、３２ｂが形成されている。１／４波長型のフィーダラインパターン３２ａ、３２ｂを構成する超伝導体膜としては、例えばＹＢＣＯ系超伝導体膜が用いられている。
【００４７】
フィーダラインパターン３２ａ、３２ｂの端部には、それぞれＡｕ／Ｐｄ／Ｃｒ構造の電極３４が形成されている。
【００４８】
誘電体基板２８の下面には、超伝導体膜より成るグランドプレーン３６が形成されている。グランドプレーン３６を構成する超伝導体膜としては、例えばＹＢＣＯ系超伝導体膜が用いられている。グランドプレーン３６は、ベタ状に形成されている。
【００４９】
グランドプレーン３６の下には、例えばＡｇ膜より成るグランド電極３８が形成されている。グランド電極３８は、ベタ状に形成されている。
【００５０】
こうして、超電導フィルタ２６が構成されている。このような超伝導フィルタ２６は、例えば２ＧＨｚ帯のマイクロストリップライン型のバンドパスフィルタとして機能する。
【００５１】
超伝導フィルタ２６のグランド電極３８は、金属製容器２４に電気的に接続されている。
【００５２】
金属製容器２４の両端には、同軸コネクタ１０が実装されている。同軸コネクタ１０は、ビス４０を用いて金属製容器２４に固定されている。
【００５３】
図３（ａ）における紙面左側の同軸コネクタ１０には、入力側の同軸ケーブル（図示せず）の同軸コネクタ（図示せず）が接続される。一方、図３（ａ）における紙面右側の同軸コネクタ１０には、出力側の同軸ケーブル（図示せず）の同軸コネクタ（図示せず）が接続される。上述したように、同軸ケーブル側（図示せず）の同軸コネクタ（図示せず）と同軸コネクタ１０とは、ねじ込み式の結合方式により結合される。
【００５４】
同軸コネクタ１０の端子１２と超伝導フィルタ２８の電極３４とは、Ｉｎ系はんだよりなるはんだ層４２を用いて接続されている。
【００５５】
端子１２とはんだ層４２との接合部には、ＳｎとＩｎとの共晶合金層４４が選択的に形成されている。ＳｎとＩｎとの共晶合金層４４は必ずしも柔軟性が優れていないため、はんだ層４２の全てが共晶合金となった場合には、室温と低温との温度サイクルが繰り返されると、端子１２と電極３４との接合が破壊されてしまう虞がある。本実施形態では、ＳｎとＩｎとの共晶合金層４４が端子１２とはんだ層４２との接合部のみに選択的に形成されており、共晶合金となっていない部分がはんだ層４２に存在している。はんだ層４２のうちの共晶合金となっていない部分は、柔軟性が優れている。このため、本実施形態によれば、室温と低温と間の温度変化の繰り返しに耐え得る超伝導装置を提供することができる。
【００５６】
こうして、本実施形態による超伝導装置が構成されている。
【００５７】
本実施形態による超伝導装置は、同軸コネクタ１０の端子１２の表面に、Ｉｎと共晶反応を生じる金属材料より成る表面被覆層２０が形成されていることに主な特徴がある。
【００５８】
上述したように、単にＩｎ系はんだを用いて同軸コネクタの端子と超伝導フィルタの電極とを接合する場合には、比較的高い温度で熱処理を行わなければならないため、超伝導フィルタの超伝導体膜の内部から酸素が放出され、臨界温度ＴＣが低下してしまう虞がある。
【００５９】
これに対し、本実施形態によれば、同軸コネクタ１０の端子１２の表面に、Ｉｎと共晶反応を生ずる金属材料より成る表面被覆層２０が形成されているため、同軸コネクタ１０の端子１２と超伝導フィルタ２６の電極３４とをＩｎ系はんだより成るはんだ層４２により比較的低い温度で接合することができる。このため、本実施形態によれば、超伝導フィルタ２６の超伝導体膜３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂ、３６の内部から酸素が放出されるのを抑制することができ、臨界温度ＴＣの低下を抑制することができる。
【００６０】
（超伝導装置の製造方法）
次に、本実施形態による超伝導装置の製造方法を図４乃至図７を用いて説明する。図４乃至図７は、本実施形態による超伝導装置の製造方法を示す工程図である。
【００６１】
まず、図４（ａ）に示すように、例えばＭｇＯ単結晶より成る誘電体基板２８を用意する。誘電体基板２８のサイズは、例えばφ２インチ、厚さ０．５ｍｍとする。
【００６２】
次に、例えばレーザ蒸着法により、誘電体基板２８の一方の面（第１の面）に超伝導体膜２９を形成する。超伝導体膜２９としては、例えばＹＢＣＯ系超伝導体膜を形成する。
【００６３】
次に、例えばレーザ蒸着法により、誘電体基板２８の他方の面（第２の面）に超伝導体膜３６（図３（ｂ）参照）を形成する。超伝導体膜３６としては、例えばＹＢＣＯ系超伝導体膜を形成する。
【００６４】
次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、誘電体基板２８の一方の面に形成された超伝導体膜２９をパターニングする。こうして、超伝導体膜２９より成るヘアピン型パターン３０ａ、３０ｂ及びフィーダラインパターン３２ａ、３２ｂが形成される（図４（ｂ）参照）。
【００６５】
次に、ダイシングソーを用い、誘電体基板２８を所定の寸法に切断する。こうして、誘電体基板２８の寸法は、例えば３８ｍｍ×４４ｍｍ×０．５ｍｍとなる（図４（ｃ）参照）。
【００６６】
次に、電極３４を形成するための開口部（図示せず）が形成されたマスク（図示せず）を、誘電体基板２８の一方の面上に載置する。この際、誘電体基板２８のうちの電極３４を形成すべき箇所がマスクの開口部と一致するように、誘電体基板２８とマスクとを位置合わせする。
【００６７】
次に、真空蒸着法により、Ｃｒ膜、Ｐｄ膜及びＡｕ膜を順次形成する。こうして、Ａｕ／Ｐｄ／Ｃｒ構造の電極３４が形成される（図５（ａ）参照）。
【００６８】
次に、真空蒸着法により、誘電体基板２８の他方の面側の全面に、Ａｇ膜を形成する。こうして、例えばＡｇ膜より成るベタ状のグランド電極３８が形成される（図３（ｂ）参照）。
【００６９】
次に、例えば蒸着法により、電極３４上にＩｎ系はんだより成るはんだ層４２を形成する。はんだ層４２の厚さは、例えば５００μｍ程度とする。
【００７０】
なお、ここでは、はんだ層４２を蒸着法により形成する場合を例に説明したが、はんだ層４２を形成する方法は蒸着法に限定されるものではない。例えば、めっき法等により、はんだ層４２を形成してもよい。
【００７１】
こうして、超電導フィルタ２６が形成される。このような超伝導フィルタ２６は、例えば２ＧＨｚ帯のマイクロストリップライン型のバンドパスフィルタとして機能する（図５（ｂ）参照）。
【００７２】
次に、超伝導フィルタ２６を金属製容器２４内に実装する（図６（ａ）参照）。金属製容器２４の材料としては、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、コバール、インバー、４２アロイ等を用いることができる。ここでは、金属製容器２４の材料として、例えば無酸素銅を用いる。超伝導フィルタ２６を金属製容器２４内に固定する際には、例えば板ばね（図示せず）等を用いる。
【００７３】
次に、上述した本実施形態による同軸コネクタ１０を金属製容器２４に取り付ける。具体的には、同軸コネクタ１０の絶縁体１４を金属製容器２４の開口部２５にはめ込み、同軸コネクタ１０のボディ１８をビス４０（図３（ａ）参照）を用いて金属製容器２４に固定する。これにより、同軸コネクタ１０の端子１２とはんだ層４２とが接触する（図６（ｂ）参照）。
【００７４】
次に、熱処理を行うことにより、表面被覆層２０のＳｎとはんだ層４２のＩｎとの共晶反応を生じさせる。熱処理温度は、ＳｎとＩｎとの共晶温度（共晶点）より高い温度とする。ＳｎとＩｎとの共晶温度は約１１７℃である。従って、熱処理温度を１１７℃以上に設定すれば共晶反応を生じさせることは可能である。但し、熱処理を行う際には、熱処理温度を共晶温度に対してある程度高く設定することが望ましい。熱処理を行う際に、熱処理温度を共晶温度に対してある程度高く設定するのは、超伝導フィルタ２６の構成部品間の加熱むらを考慮し、確実に接合界面を共晶温度にするためである。熱処理温度が共晶温度に対してあまり高く設定されていない場合には、表面被覆層２０とはんだ層４２との接触部（接合界面）が共晶温度に達するまでに長時間を要してしまい、超伝導フィルタ２６の超伝導体膜３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂ、３６が長時間に亘って加熱されることとなる。そうすると、超伝導体膜３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂ、３６中から酸素がある程度放出されてしまう虞がある。また、熱処理温度が共晶温度に対してあまり高くない場合には、表面被覆層２０のＳｎとはんだ層４２のＩｎとの共晶反応が十分に生じず、表面被覆層２０とはんだ層４２との接合が確実に行われない虞もある。従って、熱処理を行う際には、熱処理温度を共晶温度に対してある程度高く設定することが好ましい。一方、熱処理温度をあまりに高く設定した場合には、超伝導体膜３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂ、３６中から酸素が大量に放出されてしまう虞がある。上記のような観点から、熱処理温度を１１７〜１３７℃程度に設定することが好ましい。ここでは、熱処理温度を例えば１３０℃程度とする。
【００７５】
熱処理を行う際に用いる熱処理装置（図示せず）としては、例えばホットプレート、赤外線加熱炉、抵抗加熱炉、気相はんだ付け装置、レーザはんだ付け装置、又は、はんだごて等を用いることができる。ここでは、熱処理装置として、例えばホットプレートを用いる。
【００７６】
熱処理を行うと、端子１２とはんだ層４２との接触部が固相から液相に変化し、端子１２とはんだ層４２との界面に、ＳｎとＩｎとの共晶合金層４４が生成される。この後、熱処理を終了すると、端子１２とはんだ層４２との共晶合金層４４が液層から固相に変化する。こうして、端子１２とはんだ層４２との接合部に、ＳｎとＩｎとの共晶合金層４４が形成され、同軸コネクタ１０の端子１２と超伝導フィルタ２６の電極３４とがはんだ層４２により接合される。
【００７７】
なお、熱処理を行う際には、フラックスを用いてもよい。フラックスを用いれば、表面被覆層２０の表面酸化膜（図示せず）とはんだ層４２の表面酸化膜（図示せず）とが容易に除去され、端子１２とはんだ層４２との接触部を容易に液相に変化させることが可能となる。
【００７８】
こうして、本実施形態による超伝導装置が製造される（図７参照）。
【００７９】
本実施形態によれば、同軸コネクタ１０の端子１２の表面に、Ｉｎと共晶反応を生ずる金属材料より成る表面被覆層２０が形成されているため、同軸コネクタ１０の端子１２と超伝導フィルタ２６の電極３４とを、Ｉｎ系はんだより成るはんだ層４２により比較的低い熱処理温度で接合することができる。このため、本実施形態によれば、超伝導フィルタ２６の超伝導体膜３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂ、３６の内部から酸素が放出されるのを抑制することができ、臨界温度ＴＣの低下を抑制することができる。
【００８０】
［変形実施形態］
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【００８１】
例えば、上記実施形態では、表面被覆層２０の材料としてＳｎを用いる場合を例に説明したが、表面被覆層２０の材料はＳｎに限定されるものではない。Ｉｎと共晶反応を生じる金属材料を表面被覆層２０の材料として適宜用いることが可能である。例えば、表面被覆層２０の材料として、Ｂｉ、Ｇａ又はＺｎ等を用いてもよい。
【００８２】
図８は、Ｉｎ−Ｂｉ合金の状態図である。図８において下側の横軸はＢｉの濃度（原子％）を示しており、上側の横軸はＢｉの濃度（重量％）を示しており、縦軸は温度を示している。なお、図８に示す状態図は、M. Hansen, “Constitution of Binary Alloys”, McGraw-Hill, (1958)に記載されている。
【００８３】
図８から分かるように、Ｉｎの融点は約１５７℃である。一方、Ｂｉの融点は約２７１℃である。また、Ｉｎ−Ｂｉ合金の共晶温度（共晶点）は約７２℃である。即ち、ＩｎとＢｉとの共晶反応は、Ｉｎの融点より低い温度で生じる。従って、表面被覆層２０の材料としてＢｉを用いた場合にも、同軸コネクタ１０の端子１２と超伝導フィルタ２６の電極３４とを比較的低い温度で接合することが可能である。表面被覆層２０の材料としてＢｉを用いる場合には、熱処理温度を例えば７２〜９２℃程度とすればよい。
【００８４】
図９は、Ｉｎ−Ｇａ合金の状態図である。図９において下側の横軸はＧａの濃度（原子％）を示しており、上側の横軸はＧａの濃度（重量％）を示しており、縦軸は温度を示している。なお、図９に示す状態図は、M. Hansen, “Constitution of Binary Alloys”, McGraw-Hill, (1958)に記載されている。
【００８５】
図９から分かるように、Ｉｎの融点は約１５６℃である。一方、Ｇａの融点は約２９．８℃である。また、Ｉｎ−Ｇａ合金の共晶温度（共晶点）は約１５．７℃である。即ち、ＩｎとＧａとの共晶反応は、Ｉｎの融点より低い温度で生じる。従って、表面被覆層２０の材料としてＧａを用いた場合にも、同軸コネクタ１０の端子１２と超伝導フィルタ２６の電極３４とを比較的低い温度で接合することが可能である。表面被覆層２０の材料としてＧａを用いる場合には、熱処理温度を例えば１５．７〜３５．７℃程度とすればよい。
【００８６】
図１０は、Ｉｎ−Ｚｎ合金の状態図である。図１０において下側の横軸はＺｎの濃度（原子％）を示しており、上側の横軸はＺｎの濃度（重量％）を示しており、縦軸は温度を示している。なお、図１０に示す状態図は、M. Hansen, “Constitution of Binary Alloys”, McGraw-Hill, (1958)に記載されている。
【００８７】
図１０から分かるように、Ｉｎの融点は約１５６℃である。一方、Ｚｎの融点は約４１９℃である。また、Ｉｎ−Ｚｎ合金の共晶温度（共晶点）は約１４３．５℃である。即ち、ＩｎとＺｎとの共晶反応は、Ｉｎの融点より低い温度で生じる。従って、表面被覆層２０の材料としてＺｎを用いた場合にも、同軸コネクタ１０の端子１２と超伝導フィルタ２６の電極３４とを比較的低い温度で接合することが可能である。表面被覆層２０の材料としてＺｎを用いる場合には、熱処理温度を例えば１４３．５〜１５５℃程度とすればよい。
【００８８】
また、上記実施形態では、超伝導フィルタ２６に用いる超伝導体膜３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂ、３６としてＹＢＣＯ系超伝導体膜を用いる場合を例に説明したが、超伝導体膜３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂ、３６はＹＢＣＯ系超伝導体膜に限定されるものではない。例えば、超伝導体膜３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂ、３６の材料として、ＲがＹ（イットリウム）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｙｂ（イッテルビウム）、Ｓｍ（サマリウム）及びＨｏ（ホロミウム）のうちのいずれかであるＲ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体材料を適宜用いてもよい。また、超伝導体膜３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂ、３６の材料として、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体材料、Ｐｂ−Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導体材料等を用いてもよい。また、超伝導体膜３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂ、３６の材料として、ＣｕＢａｐＣａｑＣｕｒＯＸ（１．５＜ｐ＜２．５、２．５＜ｑ＜３．５、３．５＜ｒ＜４．５）を用いてもよい。
【００８９】
また、上記実施形態は、同軸コネクタ１０に接続される超電導素子が超伝導フィルタ１２６である場合を例に説明したが、同軸コネクタ１０に接続される超電導素子は超伝導フィルタ１２６に限定されるものではない。本発明の原理は、あらゆる超電導素子を同軸コネクタ１０に接続する場合に適用することが可能である。
【００９０】
以上詳述した通り、本発明の特徴をまとめると以下のようになる。
（付記１）
同軸ケーブルに接続される同軸コネクタであって、
中心導体である端子の表面に、Ｉｎと共晶反応を生じる金属材料より成る表面被覆層が形成されている
ことを特徴とする同軸コネクタ。
（付記２）
付記１記載の同軸コネクタにおいて、
前記金属材料は、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｇａ又はＺｎである
ことを特徴とする同軸コネクタ。
（付記３）
同軸ケーブルに接続される同軸コネクタの製造方法であって、
中心導体である端子の表面に、Ｉｎと共晶反応を生じる金属材料より成る表面被覆層を形成する工程を有する
ことを特徴とする同軸コネクタの製造方法。
（付記４）
付記３記載の同軸コネクタの製造方法において、
前記金属材料は、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｇａ又はＺｎである
ことを特徴とする同軸コネクタの製造方法。
（付記５）
付記３又は４記載の同軸コネクタの製造方法において、
前記表面被覆層を形成する工程では、ディップ法、めっき法又は蒸着法により、前記端子の表面に前記表面被覆層を形成する
ことを特徴とする同軸コネクタの製造方法。
（付記６）
同軸ケーブルに接続される同軸コネクタと、前記同軸コネクタを介して前記同軸ケーブルに接続される超伝導フィルタとを有する超伝導装置であって、
前記同軸コネクタの中心導体である端子の表面に、Ｉｎと共晶反応を生じる金属材料より成る表面被覆層が形成されており、
前記超伝導フィルタの電極と前記端子とが、Ｉｎ系はんだより成るはんだ層により接合されている
ことを特徴とする超伝導装置。
（付記７）
付記６記載の超伝導装置において、
前記はんだ層と前記端子との接触部においてＩｎと前記金属材料との共晶合金層が選択的に形成されており、Ｉｎと前記金属材料との共晶反応が生じていない部分が前記はんだ層に存在している
ことを特徴とする超伝導装置。
（付記８）
付記６又は７記載の超伝導装置において、
前記金属材料は、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｇａ又はＺｎである
ことを特徴とする超伝導装置。
（付記９）
付記６乃至８のいずれかに記載の超伝導装置において、
前記超伝導フィルタは、基板上に形成された超伝導体膜より成るパターンを有し、
前記超伝導体膜は、ＲがＹ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｓｍ及びＨｏのうちのいずれかであるＲ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ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、又は、ＣｕＢａｐＣａｑＣｕｒＯＸ（１．５＜ｐ＜２．５、２．５＜ｑ＜３．５、３．５＜ｒ＜４．５）より成る
ことを特徴とする超伝導装置。
（付記１０）
同軸ケーブルに接続される同軸コネクタと、前記同軸コネクタを介して前記同軸ケーブルに接続される超伝導フィルタとを有する超伝導装置の製造方法であって、
前記同軸コネクタの中心導体である端子の表面に、Ｉｎと共晶反応を生じる金属材料より成る表面被覆層を形成する第１の工程と、
前記超伝導フィルタの電極上にＩｎ系はんだより成るはんだ層を形成する第２の工程と、
熱処理を行うことにより、前記端子と前記電極とを前記Ｉｎ系はんだにより接合する第３の工程とを有する
ことを特徴とする超伝導装置の製造方法。
（付記１１）
付記１０記載の超伝導装置の製造方法において、
前記第３の工程では、前記はんだ層と前記表面被覆層との接触部においてＩｎと前記金属材料との共晶反応を選択的に生じさせ、Ｉｎと前記金属材料との共晶反応が生じていない部分を前記はんだ層に残存させる
ことを特徴とする超伝導装置の製造方法。
（付記１２）
付記１０又は１１記載の超伝導装置の製造方法において、
前記金属材料は、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｇａ又はＺｎである
ことを特徴とする超伝導装置の製造方法。
（付記１３）
付記１０乃至１２のいずれかに記載の超伝導装置の製造方法において、
前記第２の工程では、蒸着法又はめっき法により、前記電極上に前記はんだ層を形成する
ことを特徴とする超伝導装置の製造方法。
（付記１４）
付記１０乃至１３のいずれかに記載の超伝導装置の製造方法において、
前記第３の工程では、ホットプレート、赤外線加熱炉、抵抗加熱炉、気相はんだ付け装置、レーザはんだ付け装置、又は、はんだごてを用いて、熱処理を行う
ことを特徴とする超伝導装置の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の一実施形態による同軸コネクタを示す側面図である。
【図２】Ｉｎ−Ｓｎ合金の状態図である。
【図３】本発明の一実施形態による超伝導装置を示す概略図である。
【図４】本発明の一実施形態による超伝導装置の製造方法を示す工程図（その１）である。
【図５】本発明の一実施形態による超伝導装置の製造方法を示す工程図（その２）である。
【図６】本発明の一実施形態による超伝導装置の製造方法を示す工程図（その３）である。
【図７】本発明の一実施形態による超伝導装置の製造方法を示す工程図（その４）である。
【図８】Ｉｎ−Ｂｉ合金の状態図である。
【図９】Ｉｎ−Ｇａ合金の状態図である。
【図１０】Ｉｎ−Ｚｎ合金の状態図である。
【図１１】提案されている超伝導装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１０…同軸コネクタ
１２…端子
１４…絶縁体
１６…カップリング
１８…ボディ
２０…表面被覆層
２３…ネジ山
２４…金属製容器
２５…開口部
２６…超伝導フィルタ
２８…誘電体基板
２９…超伝導体膜
３０ａ、３０ｂ…ヘアピン型パターン、超伝導体膜
３２ａ、３２ｂ…フィーダラインパターン、超伝導体膜
３４…電極
３６…グランドプレーン、超伝導体膜
３８…グランド電極
４０…ビス
４２…はんだ層
４４…共晶合金層
１１０…同軸コネクタ
１１２…端子
１１４…絶縁体
１１６…カップリング
１１８…ボディ
１２０…表面被覆層
１２４…金属製容器
１２６…超伝導フィルタ
１２８…誘電体基板
１３０…パターン
１３４…電極
１３６…グランドプレーン
１３８…グランド電極
１４２…Ｉｎ系はんだ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008071583.tif 000009
【図８】
2008071583.tif 000010
【図９】
2008071583.tif 000011
【図１０】
2008071583.tif 000012
【図１１】
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