(57)【要約】【課題】リークを防ぐことのできるハーメチックシール、並びにそれを用いた真空チャンバー、フィルタ装置及びアンテナ装置を提供することである。【解決手段】実施形態のハーメチックシールは、信号線導体部と、金属フレーム部と、第１の絶縁部及び第２の絶縁部とを持つ。信号線導体部は第１の金属を構成素材とする。金属フレーム部は第２の金属を構成素材とする。第１の絶縁部は、第１の絶縁素材を構成素材とする。第２の絶縁部は、第２の絶縁素材を構成素材とする。前記第１の金属、前記第２の金属、前記第１の絶縁素材及び前記第２の絶縁素材の線膨張係数はすべて±５％以内の範囲にある。前記第１の絶縁素材の軟化温度は前記第２の絶縁素材の軟化温度を超えた値を持つ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金属を構成素材とする信号線導体部と、第２の金属を構成素材とする金属フレーム部と、ガラスまたはセラミックから選ばれる第１の絶縁素材を構成素材とする第１の絶縁部と、ガラスまたはセラミックから選ばれる第２の絶縁素材を構成素材とする第２の絶縁部とを備えるハーメチックシールであって、
前記金属フレーム部には貫通孔が設けられ、前記貫通孔は前記第１の絶縁部で埋められ、前記信号線導体部は前記貫通孔の前記第１の絶縁部を貫通するように前記金属フレーム部を貫通し、かつ少なくとも前記信号線導体部と前記第１の絶縁部との隣接する部位が前記第２の絶縁部で覆われ、
前記第１の金属、前記第２の金属、前記第１の絶縁素材及び前記第２の絶縁素材の線膨張係数はすべて±５％以内の範囲にあり、かつ前記第１の絶縁素材の軟化温度は前記第２の絶縁素材の軟化温度を超えるハーメチックシール。
【請求項２】
２以上の前記信号線導体が前記金属フレームに挿通されている請求項１に記載のハーメチックシール。
【請求項３】
前記第１の金属及び前記第２の金属がチタンで、
前記第１の絶縁素材がＳｉ酸化物、Ｓｒ酸化物及びＭｇ酸化物を含有し、前記第１の絶縁素材のＳｉ：Ｓｒ：Ｍｇのモル比率Ｘ：Ｙ：Ｚが、５７＜Ｘ＜６１、５＜Ｙ＜９及び＜２＜Ｚ＜５の範囲にあり、
前記第２の絶縁素材がＺｎ酸化物及びＰ酸化物を含有し、前記第２の絶縁素材のＺｎ：Ｐのモル比率１：Ａが、１．５＜Ａ＜３の範囲にあるハーメチックシール。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のハーメチックシールを備える真空チャンバー。
【請求項５】
請求項４に記載の真空チャンバーを備えるフィルタ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のフィルタ装置を備えるアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ハーメチックシール並びにそれを用いた真空チャンバー、フィルタ装置及びアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アンテナ装置等の通信機器に備えられるフィルタ装置として、超伝導体を備える超伝導フィルタが用いられている。超伝導フィルタは、冷却されたデバイスを真空断熱するための真空チャンバー（超高真空槽）を有する。真空チャンバーへの電気信号の入力には、金属製の信号線導体部が用いられるが、信号線導体部とそれを支える金属フレーム部（又は真空チャンバーの外壁）とは、真空チャンバーの真空を保つために接合部が封止されていると共に、信号の伝達を妨げないために相互に絶縁されている必要がある。この目的のため、セラミック等による絶縁部材が用いられている。信号線導体部と金属フレーム部の間に挿入するこのセラミックは、信号線導体部や真空チャンバーとの接合面からのリークを防ぐために以下の工程によりハーメチックシールを形成し、接合面の気密を実現している。まず、その接合表面に金属元素を蒸着または塗布した後、その金属元素をセラミックに熱拡散させて接合表面を金属化する。そして、その接合部と信号線導体部或いは金属フレーム部の金属を銀ロウ付け処理により接合する。
【０００３】
現在、一般的な超高真空用ハーメチックシールは、上記の方法を用いて封止している。しかし、この方法は、銀ロウ付けのロウ材の溶融に８００度以上の高温が必要となるため、ロウ材が冷えて縮みながら固まる過程でロウ材に形成される微細なクラックが生じる場合がある。この微細なクラックが、ハーメチックシールで封止している真空チャンバーの内部と外部との間の微小なリーク経路となる場合がある。そのため、従来の技術によるハーメチックシールでは真空チャンバーの内部と外部との間にリークが生じる可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１０３５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、リークを防ぐことのできるハーメチックシール並びにそれを用いた真空チャンバー、フィルタ装置及びアンテナ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態のハーメチックシールは、信号線導体部と、金属フレーム部と、第１の絶縁部及び第２の絶縁部とを持つ。信号線導体部は第１の金属を構成素材とする。金属フレーム部は第２の金属を構成素材とする。第１の絶縁部は、第１の絶縁素材を構成素材とする。第１の絶縁素材は、ガラスまたはセラミックから選ばれる。第２の絶縁部は、第２の絶縁素材を構成素材とする。第２の絶縁素材は、ガラスまたはセラミックから選ばれる。前記金属フレーム部には貫通孔が設けられている。前記貫通孔は前記第１の絶縁部で埋められている。前記信号線導体部は前記貫通孔の前記第１の絶縁部を貫通するように前記金属フレーム部を貫通している。少なくとも前記信号線導体部と前記第１の絶縁部との隣接する部位が前記第２の絶縁部で覆われている。前記第１の金属、前記第２の金属、前記第１の絶縁素材及び前記第２の絶縁素材の線膨張係数はすべて±５％以内の範囲にある。前記第１の絶縁素材の軟化温度は前記第２の絶縁素材の軟化温度を超えた値を持つ。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態のハーメチックシールを示す側一部断面図。
【図２】第２の実施形態のハーメチックシールを示す側一部断面図。
【図３】第３の実施形態のフィルタ装置の構成図。
【図４】第４の実施形態のアンテナ装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態のハーメチックシールを、図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１に示すように、第１の実施形態のハーメチックシール１０は、信号線導体部１１と、金属フレーム部１２と、第１の絶縁部１３と、第２の絶縁部１４とを備えて概略構成される。
【００１０】
信号線導体部１１（単に信号線と呼ぶこともある）は、線状の導体による部材である。信号線導体部１１は、ハーメチックシール１０の金属フレーム１２の表裏面（図に示した例では上下）を通じて信号を伝導するための部材である。より具体的には、ハーメチックシール１０が真空チャンバーに設置された際に、真空側（図に示した例では下側）と大気側（図に示した例では上側）とを通じて信号を伝導するための部材である。
【００１１】
信号線導体部１１は、第１の金属を構成素材とする。第１の金属としては適宜金属から選択できるが、後述するように、第２の金属、第１の絶縁素材及び第２の絶縁素材との熱膨張係数の関係を加味して選択することが好ましい。第１の金属として用いることのできる金属には、例えばチタン又はチタン合金等がある。図に示した例では、第１の金属にはチタンを用いている。
【００１２】
金属フレーム部１２（本体フレームと呼ぶこともある）は、金属を構成素材とする部材である。金属フレーム部１２は、信号線導体部１１をハーメチックシール１０が設置される真空チャンバーの外壁に対して固設するために設けられる。金属フレーム部１２の形状は真空チャンバーの外壁への設置の便宜に応じて適宜選択でき、例えば板状や直方体状、板状の場合は円盤や長方形状などから適宜選択できる。図に示した例では金属フレーム部１２は略円盤状である。なお、真空チャンバーの外壁の一部がそのまま金属フレーム部１２となっていてもよい。
【００１３】
金属フレーム部１２には、この金属フレーム部１２の表裏を貫通するように、後述する貫通孔１５が設けられている。図に示した例では、金属フレーム部１２の略円盤状の略中心を貫通するように、略円形の貫通孔１５が設けられている。
【００１４】
金属フレーム部１２は、第２の金属を構成素材とする。第２の金属は、ハーメチックシール１０が設置される真空チャンバーの構成素材などに合わせて適宜選択できるが、具体的には、上述の第１の金属同様のものから選択できる。第１の金属と第２の金属とが同じ素材であることも好ましい。図に示した例では、第２の金属にも第１の金属と同じチタンを用いている。
【００１５】
第１の絶縁部１３は、絶縁素材からなり、信号線導体部１１と金属フレーム部１２との間に設けられる部材である。信号線導体部１１と金属フレーム部１２とを、絶縁しつつ固着させ、かつ、この固着する部位を封止するために用いられる。これらの作用により、ハーメチックシール１０によって真空チャンバーを真空状態に封止する。第１の絶縁部を「真空封止絶縁材料」とも呼ぶ。
【００１６】
第１の絶縁部１３は、本実施形態では第１の絶縁素材を構成素材とする。第１の絶縁素材は、ガラスまたはセラミックからそれぞれ選ばれる。ガラスとは非結質物質であるが、本実施形態では非導体のガラスを指す。これらのガラスとしては、例えばケイ酸、ケイ酸塩又は石英ガラス等が挙げられる。具体的な組成は後述する。セラミックとは焼結体を指すが、本実施形態では非導体のセラミックを指す。セラミックとしては、例えばケイ素化合物を主とするものが挙げられるが、金属元素や樹脂を含んでいてもよい。これらのガラス又はセラミックの具体的な組成は後述する。
【００１７】
第１の絶縁素材は、Ｓｉ酸化物、Ｓｒ酸化物及びＭｇ酸化物を含有することが好ましい。特に、第１の絶縁素材はＳｉ酸化物、Ｓｒ酸化物及びＭｇ酸化物から実質的になる混合物であることがさらに好ましい。図に示した例では、第１の絶縁部１３の構成素材である第１の絶縁素材には、Ｓｉ：Ｓｒ：Ｍｇのモル比率Ｘ：Ｙ：Ｚが、５７＜Ｘ＜６１、５＜Ｙ＜９及び＜２＜Ｚ＜５の範囲にあるＳｉＯ２−ＳｒＯ−ＭｇＯガラスを用いている。Ｘ、Ｙ及びＺがこの範囲にあることで、後述する膨張係数を他の構成素材と近いものに調節できるほかに、ＳｉＯ２−ＳｒＯ−ＭｇＯガラスが結晶化することがないため、結晶面の壁にクラックが生じることを防ぐことができる。
【００１８】
第２の絶縁部１４は、絶縁素材からなり、少なくとも信号線導体部１１と第１の絶縁部１３との隣接する部位を覆うように設けられている部材である。好ましくは、第１の絶縁部１３と金属フレーム部１２との隣接する部位も覆っている。第２の絶縁部１４はこれらの部材の相互の接合部等を覆うことで、ハーメチックシール１０の封止を助け、気密性を高めるために設けられるものである。図に示した例では、第２の絶縁部１４は、金属フレーム１２の大気側（図における上側）の、第１の絶縁部１３と信号線導体部１１との接合部の周囲に略半球状となるよう設けられている。この略半球状の最大径は、第２の絶縁部１４が第１の絶縁部の大気側の全面を覆い、さらに金属フレーム１２の一部を覆うような大きさになるような径で設けられている。これにより、第２の絶縁部１４は第１の絶縁部と金属フレーム１２との接合部も覆っている。
【００１９】
第２の絶縁部１４は、第２の絶縁素材を構成素材とする。第２の絶縁素材は、上述の第１の絶縁素材同様に、ガラス又はセラミックから選択される。第２の絶縁素材は、Ｚｎ酸化物及びＰ酸化物を含有することが好ましい。特に、第２の絶縁素材はＺｎ酸化物及びＰ酸化物から実質的になる混合物であることがさらに好ましい。図に示した例では、第２の絶縁部１４の構成素材である第２の絶縁素材には、Ｚｎ：Ｐのモル比率１：Ａが、１．５＜Ａ＜３の範囲にあるＺｎＯ−Ｐ２Ｏ３を用いている。
【００２０】
金属フレーム部１２には、貫通孔１５が設けられている。貫通孔１５の位置及び形状は適宜決定できるが、本実施形態では、貫通孔１５は金属フレーム部１２の略中央部に、信号線導体部１１の径よりも大きな径の円形に設けられている。この貫通孔１５を埋めるように、第１の絶縁部１３が設けられている。信号線導体部１１は、この第１の絶縁部１３を貫通するように、貫通孔１５の略中央を貫通することで、金属フレーム部１２の表側と裏側とを貫通するように設けられている。換言すれば、信号線導体部１１は第１の絶縁部１３の略中央を貫通するように設けられ、第１の絶縁部１３を挟んで金属フレーム部１２と隔てられ、金属フレーム部１２と絶縁されている。
【００２１】
前記第１の金属、前記第２の金属、前記第１の絶縁素材及び前記第２の絶縁素材の線膨張係数は、すべて±５％以内の範囲にある。本実施形態では、前記第１の金属及び前記第２の金属がチタンで、前記第１の絶縁素材がＳｉ酸化物、Ｓｒ酸化物及びＭｇ酸化物を含有し、前記第１の絶縁素材のＳｉ：Ｓｒ：Ｍｇのモル比率Ｘ：Ｙ：Ｚが、５７＜Ｘ＜６１、５＜Ｙ＜９及び＜２＜Ｚ＜５の範囲にあり、前記第２の絶縁素材がＺｎ酸化物及びＰ酸化物を含有し、前記第２の絶縁素材のＺｎ：Ｐのモル比率１：Ａが、１．５＜Ａ＜３の範囲にあることで、第１の金属、前記第２の金属、前記第１の絶縁素材及び前記第２の絶縁素材の線膨張係数は、すべて±５％以内の範囲となっている。
【００２２】
前記第１の絶縁素材の軟化温度は前記第２の絶縁素材の軟化温度を超えた値を持つ。本実施形態では、前記第１の絶縁素材のＳｉ：Ｓｒ：Ｍｇのモル比率Ｘ：Ｙ：Ｚが、５７＜Ｘ＜６１、５＜Ｙ＜９及び＜２＜Ｚ＜５の範囲にあり、前記第２の絶縁素材のＺｎ：Ｐのモル比率１：Ａが、１．５＜Ａ＜３の範囲にあることで、前記第１の絶縁素材の軟化温度は前記第２の絶縁素材の軟化温度を超えた値となっている。
【００２３】
次に、本実施形態の作用について説明する。本実施形態のハーメチックシール１０は、金属フレーム１２と信号線導体部１１との接合部を絶縁しつつ封止（金属フレーム１２の表裏を気密に保つ）している。金属フレーム１２と信号線導体部１１との接合部は、第１の絶縁部１３が絶縁しつつ封止し、さらに、金属フレーム１２と第１の絶縁部１３の接合部、信号線導体部１１と第１の絶縁部１３の接合部は、第２の絶縁部が封止している。この封止は、第２の絶縁部が、第１の絶縁部の大気側の全面を覆い、さらに金属フレーム１２の一部を覆うのに充分な大きさで設けられていることで行われている。
【００２４】
本実施形態では、第１及び第２の金属、第１の絶縁素材及び第２の絶縁素材の線膨張係数がすべて±５％以内の範囲にあることで、相互の部材の高い密着性と、第１及び第２の素材による第１及び第２の金属の高い絶縁性を実現している。すなわち、各構成素材の線膨張係数の差が大きいと、製造時や設置時にハーメチックシール１０を加熱した場合に膨張する体積の差が生じやすくなる。そのため、前記各部材、特に樹脂等を構成とする絶縁部材にクラックが生じたり、各部材の接合部分が解離することがある。特に、第１の絶縁部１３及び第２の絶縁部１４を設置した後の冷却操作において、第１の絶縁部１３又は第２の絶縁部１４が、信号線導体部１１又は金属フレーム部１２から剥離することがある。その結果、各部材内や部材間に隙間が生じ、封止のリークの原因となることがある。すなわち、各構成素材の線膨張係数は小さい値の範囲にあることでこのリークを防止できる。本実施形態では、線膨張係数がすべて±５％以内の範囲にあることで、目安として少なくとも２年以上は封止を維持することができる。特に、本実施形態では第１及び第２の金属をチタンとし、第１及び第２の絶縁素材を上述した組成とすることで、５〜１０年の封止を維持できる。
【００２５】
第１の絶縁素材は、第１及び第２の金属であるチタンの線膨張係数とほぼ等しく調整しているため、第１及び第２の金属との強い密着性、および第１及び第２の金属に対する高い絶縁性を実現する。また、第２の絶縁素材も他の各構成素材と線膨張係数が近いことで、第２の絶縁素材も他の各構成素材との高い密着性を有する。
【００２６】
本実施形態では、第１の絶縁素材の軟化温度は前記第２の絶縁素材の軟化温度を超えた値を持つことで、ハーメチックシール１０からのリークを最小限とすることができる。すなわち、熱処理により接合した第１又は第２の金属と第１の絶縁素材の界面には、微細なクラックが形成され、封止における微小なリーク経路が形成される。本実施形態では、この第１の絶縁素材に対して、第２の絶縁素材を積層するが、この際の温度は、第２の絶縁素材の軟化温度を超えて第１の絶縁素材の軟化温度を超えない温度で行うことができる。この温度で積層を行うと、第１の絶縁素材を軟化させることなく、第２の絶縁素材が積層されるので、第１の絶縁素材に形成された前記クラックは、第２の絶縁素材によって塞がれている。さらに具体的には、この第２の絶縁素材にもクラックが生じるが、第２の絶縁素材の積層の際の温度は、第１の熱処理よりも低温であるため、前に第１の熱処理において形成されたものよりはクラックが小さく（細かく）なる。そのため、第１の絶縁部材と第２の絶縁部材に生じているクラックが連通することは少ないので、ハーメチックシール１０の真空側から大気側までクラックが連通してリークの経路となることがない。そのため、第１の絶縁素材のみを用いた場合よりも、高い真空気密を実現することが可能となる。これらの作用により、本実施形態のハーメチックシール１０は、真空用ハーメチックとして、従来に無かった高い真空封止能力を実現する。
【００２７】
次に、本実施形態のハーメチックシール１０の製造方法について説明する。まず、金属フレーム部１２を準備する。次に、信号線導体部１１を金属フレーム部１２の貫通孔１５を貫通するように設置し、貫通孔１５を埋めるように、第１の絶縁部１３を設置する。例えば、環状の第１の絶縁部１３に信号線導体部１１を挿通し、この第１の絶縁部１３を貫通孔１５を塞ぐように嵌め込んでもよい。
【００２８】
ついで、この第１の絶縁部１３を金属フレーム部１２及び信号線導体部１１に対して固着するための第１の熱処理を行う。第１の熱処理の温度及び時間は、第１の絶縁素材の軟化温度以上の温度で、第１の絶縁部１３が軟化するのに充分な時間であれば任意である。
【００２９】
ついで、第２の絶縁部１４を設置し、この第２の絶縁部を第１の絶縁部１３、金属フレーム部１２及び信号線導体部１１に対して固着するための第２の熱処理を行う。本実施形態では、第２の絶縁素材の軟化温度を超えて第１の絶縁素材の軟化温度を超えない温度において、第２の絶縁素材を積層して設ける。その後、ハーメチックシール１０を常温まで冷却する。
【００３０】
ハーメチックシール１０は冷却後に、目的に応じて封止が必要な真空チャンバーの外壁壁等の任意の設置することができる。本実施形態では、同じ金属からなる真空チャンバーの外壁にろう接によって設置される。
【００３１】
本実施形態のハーメチックシール１０の製造方法では、第１の熱処理で形成した第１及び第２の金属と第１の絶縁素材との接合に影響を与えない低温処理、具体的には第２の絶縁素材の軟化温度を超えて第１の絶縁素材の軟化温度を超えない温度で第２の熱処理を行い、新たに第２の絶縁素材を積層させる。この積層の工程により、最初の過程で形成された微小なリーク経路を狭める工程を加える。第１の熱処理で形成された第１の絶縁素材のクラックは、第２の絶縁素材によって埋められる。この第２の絶縁素材にもクラックが生じるが、このクラックは、第２の熱処理が第１の熱処理よりも低温であるため、前に第１の熱処理において形成されたものよりは小さくなる。そのため、第１の絶縁素材のみを用いた場合よりも、高い真空気密を実現することが可能となる。
【００３２】
（第２の実施形態）
第２の実施形態のハーメチックシールは、信号線導体が複数本にして構成されている。図２に示した例では、信号線導体は信号線導体１１ａ及び１１ｂの２本設けられ、隣接して貫通孔１５を貫通している。
【００３３】
本実施形態では、金属フレーム１２の大気側に設けられた第２の絶縁部１４に加えて、第２の絶縁部１４ａが、金属フレーム１２の真空側（図２における下側）にも設けられている。
【００３４】
なお、本実施形態のその他の構成及びその作用効果については第１の実施形態と同様であるため、同符号を付して説明を省略する。
【００３５】
この第２の実施形態の特有の効果としては、真空チャンバー内の気密を保ちつつ、複数の電気信号入力を可能にすることができる。
【００３６】
第２の絶縁部１４が、金属フレーム部１２の大気側と真空側の両方に設けられていることで、信号線導体部１１、金属フレーム部１２及び第１の絶縁部の固着がより強固となるほかに、封止の気密性がより高くなる。
【００３７】
（第３の実施形態）
第３の実施形態のフィルタ装置は、第１の実施形態のハーメチックシールを備えてなる。
【００３８】
図３は、第３の実施形態のフィルタ装置１００の構成図である。以下、いずれの系列のアンテナ素子、フィルタ装置、ＬＮＡ、または位相器であるかを示す「−」以下の符号を省略して説明する。フィルタ装置１００は、アンテナ素子に接続される第１の端子１０１と、ＬＮＡ２０に接続される第２の端子１０４とを備える。また、フィルタ装置１００は、第１の端子１０１に接続された共振器１０２と、第２の端子１０４に接続された周波数可変共振器１０３と、第２の端子１０４に接続された超伝導共振器１０５とを備える。
【００３９】
共振器１０２、周波数可変共振器１０３、及び超伝導共振器１０５は、基板上に形成されたマイクロストリップラインのパターンを有する構造としてよい。ここで、２つの基板の間隔は、共振器１０２と超伝導共振器１０５の間で電磁界結合が成立する距離となるように設定されている。なお、本実施形態のうち、図に示した例では各共振器は１つのマイクロストリップパターンを有するが、各共振器は複数のマイクロストリップパターンを有してもよい。
【００４０】
超伝導共振器１０５は、冷却板１０６上に設けられている。冷却板１０６は、冷却部１０７によって冷却される。冷却板１０６には熱伝導率の高い材料を用いることが好ましく、例えば銅等の金属を用いるとよい。また、冷却制御部１０８は、冷却板１０６上の測定部としての温度計１０９によって検知された温度Ｔに基づき冷却部１０７を制御する。冷却制御部１０８は、超伝導共振器１０５が、超伝導状態となる臨界温度Ｔｃ（基準温度の一例である）以下となるまで冷却されるように、冷却部１０７を制御する。
【００４１】
超伝導共振器１０５は、超伝導状態となる臨界温度Ｔｃ以下まで冷却されると、電気抵抗がゼロ付近まで低下する。このため、臨界温度Ｔｃまで冷却された超伝導共振器１０５をフィルタ装置１００に用いることで、信号の損失を低減することができる。一例として、超伝導共振器１０５は、酸化マグネシウム基板上にイットリウム系超伝導体のマイクロストリップラインを設けた構造とすればよい。
【００４２】
また、超伝導共振器１０５、冷却板１０６、冷却部１０７、及び温度計１０９は、真空チャンバー１１１の内部に収容されている。真空チャンバー１１１は、外壁に第１の実施形態のハーメチックシール１０を複数備え、信号線導体１１を介して外部との信号の伝達が可能となっている。図に示した例では、第１の実施形態のハーメチックシール１０が３か所に設けられている。超伝導共振器１０５、冷却板１０６及び冷却部１０７と外部との間に信号を伝達するための導線は、このハーメチックシール１０の信号線導体１１に接続されている。真空チャンバー１１１の内部は、真空ポンプ１１２によって空気を吸い出されることにより真空状態となっている。このように、超伝導共振器１０５の周囲を真空状態にすることで断熱効果が得られ、冷却部１０７の冷却効率を高めることができる。
【００４３】
周波数設定部１１０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やプログラムメモリ、各種インターフェース等を有するマイクロコンピュータである。また、周波数設定部１１０は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）やＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等によって実現されてもよい。
【００４４】
本実施形態のフィルタ装置１００によれば、ハーメチックシール１０が真空チャンバー１１１と外部との間を封止する。真空チャンバー１１１内の真空を保ちつつ機器と外部との信号の伝達を可能にする。そのため、真空チャンバー１１１内の真空状態が維持され、冷却部１０７の冷却が維持されて、超伝導状態により安定した信号が得られる。
【００４５】
（第４の実施形態）
図４は、第４の実施形態のアンテナ装置の構成図である。本実施形態において、アンテナ装置はフェーズドアレイアンテナ１０００で、第３の実施形態のフィルタ装置と同様の構成を有する複数のフィルタ装置１００−１〜１００−ｎを備える。フェーズドアレイアンテナ１はこの他に、複数のアンテナ素子５０−１〜５０−ｎと、複数のＬＮＡ（Ｌｏｗ  Ｎｏｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）２０−１〜２０−ｎと、複数の位相器３０−１〜３０−ｎと、合成器４０とを備える。
【００４６】
フィルタ装置１００−１〜１００−ｎは、アンテナ素子１０−１〜１０−ｎによって受信された信号から、特定の周波数範囲の信号を抽出する。ＬＮＡ２０−１〜２０−ｎは、ノイズの発生が少ない増幅器であり、フィルタ装置１００−１〜１００−ｎによって抽出された信号を増幅する。位相器３０−１〜３０−ｎは、ＬＮＡ２０−１〜２０−ｎにより増幅されたそれぞれの信号の位相を合わせるように、これらの信号の位相を調整する。
【００４７】
位相器３０−１〜３０−ｎにより位相を調整されたそれぞれの信号は、合成器４０により合成される。合成器４０がこれらの信号を合成することで、それぞれのアンテナ素子１０−１〜１０−ｎで受信された信号が微弱であっても、受信信号（合成波）の出力を大きくすることができる。
【００４８】
上記各実施形態では、第２の絶縁部１４は１種類が１重で用いられているが、複数種類が複数重に用いられていてもよい。例えば、第２の絶縁部１４をさらに覆うように１以上の別の絶縁部が設けられていてもよい。この別の絶縁部は第１又は第２の絶縁素材を構成素材としていても、別の絶縁素材を構成素材としていてもよい。
【００４９】
上記各実施形態では、金属フレーム１２は第１の金属による独立した部材となっているが、ハーメチックシール１０が設置される真空チャンバーの外壁（壁体、基体）の一部が、そのまま金属フレーム１２となっていてもよい。
【実施例１】
【００５０】
第１の実施形態の装置構成を備えるハーメチックシールを構成し、表１に示す試料Ｎｏ．１〜３８の試料を作成した。各試料ごとの、第１の絶縁素材のＳｉ：Ｓｒ：Ｍｇのモル比率Ｘ：Ｙ：Ｚの値、及び第２の絶縁素材のＺｎ：Ｐのモル比率１：Ａの値を表１に示す値とした。これらの試料を超高真空状態のチャンバーと大気圧のヘリウムガスを充てんしたチャンバーの仕切り部分に置いた上で、特定の時間に超高真空側チャンバーにリークしたヘリウムガスの量を四重極質量分析計を用いて測定し、リークレート（Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ）を算出した。各試料ごとのリークレートの値を表１に示した。また、「条件」の欄に良好なリークレートが得られたものを「○」、良好でないものを「Ｘ」で示した。良好なリークレートとする基準は、リークレートが５．０×１０−１４Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ未満であるものを良好とした。リークレートが５．０×１０−１４Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ未満であれば、少なくとも２年の封じ切りが得られることが予測できるため、この基準を用いた。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
表１の結果から、第１の絶縁素材のＳｉ：Ｓｒ：Ｍｇのモル比率Ｘ：Ｙ：Ｚの値が５７＜Ｘ＜６１、５＜Ｙ＜９及び＜２＜Ｚ＜５、及び第２の絶縁素材のＺｎ：Ｐのモル比率１：Ａの値がＺｎ：Ｐのモル比率１：Ａが、１．５＜Ａ＜３の範囲にある場合（試料Ｎо．６、７、１０、１１、１４〜１７、２１〜２４、２７〜２９及び３６、３７）は、いずれかのモル比率がこの範囲外にある場合（試料Ｎо．がその他の試料）と比べて、良好なリークレートが得られることが示された。
【００５３】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、信号導体部１１、金属フレーム部１２、第１の絶縁部及び第２の絶縁部がそれぞれ第１及び第２の金属、第１の絶縁素材及び第２の絶縁素材を構成素材とし、これらの構成素材の線膨張係数がすべて±５％以内の範囲にあることで、相互の部材の高い密着性と、第１及び第２の素材による第１及び第２の金属の高い絶縁性を実現している。第１の絶縁素材の軟化温度は前記第２の絶縁素材の軟化温度を超えた値を持つことで、ハーメチックシール１０からのリークを最小限とすることができる。
【００５４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５５】
１０…ハーメチックシール、１１…信号線導体部、１２…金属フレーム部、１３…第１の絶縁部、１４…第２の絶縁部、１５…貫通孔、２０…ＬＮＡ、３０…位相器、４０…合成器、５０…アンテナ素子、１００…フィルタ装置、１０１…第１の端子、１０２…共振器、１０３…周波数可変共振器、１０４…第２の端子、１０５…超伝導共振器、１０６…冷却板、１０７…冷却部、１０８…冷却制御部、１０９…温度計、１１０…周波数設定部、１１１…真空チャンバー、１１２…真空ポンプ、１０００…フェーズドアレイアンテナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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