WO2013073146A1 - 電流リード - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a current lead for connecting a superconducting application device installed in a low temperature part and an external device installed in a room temperature part, and more particularly to a thermoelectric cooling type current lead using a thermoelectric conversion element.
- a superconducting application device is installed in a low temperature part (low temperature container) and connected to an external device (for example, a power source) installed in the normal temperature part via a current lead. Since the operation of superconducting equipment is performed in a cryogenic environment, the heat insulation of the low temperature part is extremely important. If the heat insulation property of the low temperature part is poor and the heat penetration into the low temperature part is large, the cooling efficiency of the superconducting application equipment will decrease and the cooling cost for maintaining the superconducting state will increase. It becomes impossible to drive. As a path of heat penetration into the low temperature portion, a path for transferring heat through the low temperature container or a path for transferring heat through the current leads can be considered.
- a dual-structure cryogenic vessel having a refrigerant tank containing a refrigerant such as liquid nitrogen and a superconducting application device and a vacuum tank provided outside the refrigerant vessel It has been known. According to this low-temperature container, heat penetration into the low-temperature part is reduced by vacuum insulation.
- Patent Documents 1 to 3 As a technique for preventing heat intrusion through the current lead, a superconducting current lead using an oxide superconductor has been proposed (for example, Patent Documents 1 to 3).
- Oxide superconductors have lower electrical resistance and lower thermal conductivity than metal conductors (a few tenths of copper), so there is no Joule heat generation in the superconducting current leads, and transmission to the low temperature part. The amount of heat is very small. Therefore, according to the superconducting current lead, heat penetration into the low temperature portion is reduced.
- a superconducting current lead when a superconducting current lead is employed, a cooling facility must be provided so that the superconducting state of the current lead can be maintained, and there is a problem that the cooling cost increases.
- thermoelectric cooling type current lead using a thermoelectric conversion element (hereinafter referred to as Peltier element) has been proposed as another method for preventing heat intrusion via the current lead (for example, Patent Document 4).
- a thermoelectric cooling type current lead an electrode (low temperature side electrode) connected to a superconducting application device in a low temperature part and an electrode (normal temperature side electrode) connected to an external device in a normal temperature part are connected via a Peltier element. (See FIG. 1). Specifically, one end face of the low temperature side electrode and the Peltier element are joined by solder, and similarly, the other end face of the Peltier element and the room temperature side electrode are joined by solder.
- electrodes when the low temperature side electrode and the normal temperature side electrode are not distinguished, they are simply referred to as electrodes.
- the Peltier element has a function of absorbing heat from one end side and releasing heat from the other end side when energized.
- the Peltier device is composed of, for example, a BiTe (bismuth-tellurium) compound semiconductor.
- BiTe bismuth-tellurium
- thermoelectrically cooled current lead by using a Peltier element composed of a p-type semiconductor or an n-type semiconductor according to the energization direction in the thermoelectrically cooled current lead, heat can be transferred from the low temperature portion to the normal temperature portion during energization. , Heat penetration into the low temperature part is reduced.
- the electrode is generally made of oxygen-free copper (OFC: Oxygen-Free Copper) having a purity of 99.99% or more.
- OFC Oxygen-Free Copper
- the electrode surface is oxidized when soldering the Peltier element and the electrode, an oxide layer (insulating layer) is generated, or defects such as irregularities and minute voids are generated on the bonding surface, resulting in a decrease in thermal conductivity.
- the electrical resistance may increase. Therefore, conventionally, the electrode surface is prevented from being oxidized by applying a flux to the electrode surface (joint surface with the Peltier element).
- a technique for preventing the oxidation of the metal surface there is a technique of previously forming a metal film such as Ag on the metal surface (for example, Patent Document 5).
- thermoelectrically cooled current leads to which the techniques described in Patent Documents 5 and 6 are applied deteriorate over time. That is, if the techniques described in Patent Documents 5 and 6 are used, a strong solder joint can be realized, but further improvement is required for application to thermoelectric cooling type current leads.
- the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a current lead capable of providing a highly reliable current lead having stable characteristics and improving productivity at the time of manufacture. Objective.
- the current lead of the present invention is a low temperature side electrode connected to a superconducting application device installed in a low temperature part, A room temperature side electrode connected to an external device installed in the room temperature section;
- the Peltier element wherein the low temperature side electrode is bonded to one surface and the normal temperature side electrode is bonded to the other surface, and a current lead for connecting the superconducting application device and the external device,
- An Ni plating layer having a thickness of 5 to 40 ⁇ m is formed on the joint surface between the low temperature side electrode and the normal temperature side electrode of the Peltier element
- An Ag plating layer having a thickness of 5 to 40 ⁇ m is formed on a joint surface between the low temperature side electrode and the normal temperature side electrode with the Peltier element,
- the Peltier element, the low temperature side electrode, and the normal temperature side electrode are arranged so that the Ni plating layer and the Ag plating layer face each other, and have a structure in which these are soldered.
- the present invention formation of a solder reaction layer is prevented by the Ni plating layer formed on the surface of the Peltier element, and oxidation of the electrode surface is prevented by the Ag plating layer formed on the electrode surface. Is realized. Further, since the Ni plating layer and the Ag plating layer are formed with the optimum thickness, the characteristics of the current lead do not deteriorate with time. Therefore, it is possible to provide a highly reliable current lead having stable characteristics and improve productivity during manufacturing.
- mold current lead It is a figure which shows the specific structure of the conventional thermoelectric cooling type
- FIG. 2 is a diagram showing a superconducting magnet device using a current lead according to an embodiment of the present invention.
- the superconducting magnet device 1 includes a superconducting coil 11 installed in a low temperature part, a power supply 12 installed in a room temperature part, and two current leads electrically connecting the power supply 12 and the superconducting coil 11. 10 is provided.
- the two current leads 10 are distinguished, they are referred to as current leads 10A and 10B.
- the superconducting coil 11 is installed in, for example, a cryogenic vessel 13 having a vacuum heat insulating structure and cooled by liquid helium.
- the power source 12 supplies a current necessary for exciting the superconducting coil 11 via the current lead 10.
- the current lead 10 is a thermoelectric cooling type current lead having a Peltier element 101 which is a thermoelectric conversion element.
- a low temperature side electrode 102 connected to the superconducting coil 11 is bonded to one surface of the Peltier element 101, and a normal temperature side electrode 103 connected to the power source 12 is bonded to the other surface.
- the low temperature side electrode 102 and the normal temperature side electrode 103 preferably have a Cu content of 90% by weight or more from the viewpoint of electrical resistance, and are made of oxygen-free copper having a purity of 99.99% or more, for example.
- the Peltier element 101 and the low temperature side electrode 102, and the Peltier element 101 and the normal temperature side electrode 103 are joined by soldering.
- solder As the solder used in this case, Sn—Ag—Cu (so-called lead-free solder) having a Sn content of 90 to 99% by weight is preferable from the viewpoint of heat resistance.
- a method of soldering the Peltier element 101 to the low temperature side electrode 102 and the normal temperature side electrode 103 will be described later.
- the Peltier device 101 is made of, for example, a BiTe-based, BiTeSb-based, or BiSb-based compound semiconductor.
- a BiTe-based semiconductor or BiTeSb-based semiconductor having a Te content of 5 to 50% by weight is preferable.
- a good cooling capacity can be obtained in a temperature range from room temperature to around 200K.
- a BiSb-based semiconductor is applied, a good cooling capacity can be obtained in a temperature range from around 200K to around liquid nitrogen temperature (77K).
- n-type semiconductor is applied to the Peltier element 101 of the current lead 10A connected to the positive side of the power supply 12, and a p-type semiconductor is applied to the Peltier element 101 of the current lead 10B connected to the negative side.
- the conductivity type of BiTe-based semiconductor is controlled in n-type by adding SbI 3, it is controlled in p-type by adding PbI 3.
- the conductivity type of the BiTe semiconductor can be controlled by slightly shifting the amount of the constituent element from the stoichiometric ratio.
- heat is generated on the low temperature side of the Peltier element 101, and heat is generated on the normal temperature side. That is, in the Peltier element 101, heat is transferred from the low temperature side to the normal temperature side when energized, so that heat penetration into the low temperature part is reduced and the superconducting coil 11 can be efficiently cooled.
- FIG. 3 is a diagram illustrating a detailed configuration of the current lead 10 according to the embodiment. As shown in FIG. 3, in the current lead 10, the low temperature side electrode 102 is joined to one surface of the Peltier element 101 by soldering, and the normal temperature side electrode 103 is joined to the other surface by soldering.
- the room temperature side electrode 103 is divided into two members (referred to as a first room temperature side electrode 103a and a second room temperature side electrode 103b).
- the first room temperature side electrode 103a and the second room temperature side electrode 103b are connected by a flexible conductor 105 having flexibility.
- the flexible conductor 105 is composed of, for example, a flat knitted copper wire.
- the flexible conductor 105 absorbs bending and distortion generated at the junction B of the current lead 10, particularly the Peltier element 101, the low temperature side electrode 102, and the normal temperature side electrode 103.
- An opening (not shown) is formed at the center of the disk-shaped room temperature side fixing plate 110, and the first room temperature side electrode 103a is inserted into this opening.
- a flange having a diameter larger than the opening of the room temperature side fixing plate 110 is formed.
- the first normal temperature side electrode 103a is prevented from falling off.
- a plurality of (for example, four at regular intervals) insertion holes are formed in the peripheral portion of the room temperature side fixing plate 110, and the room temperature side fixing bolts 108 are inserted into the insertion holes.
- the 1st normal temperature side electrode 103a is fixed by screwing the normal temperature side fixing bolt 108 to the one end side of the connection spacer 111. As shown in FIG.
- the fixing mode of the low temperature side electrode 102 is substantially the same as the fixing mode of the first room temperature side electrode 103a. That is, an opening (not shown) is formed in the central portion of the disk-shaped low temperature side fixing plate 109, and the low temperature side electrode 102 is inserted into this opening.
- the low temperature side electrode 102 is dropped in a state where the low temperature side electrode 102 is inserted into the low temperature side fixing plate 109, for example, by forming a flange having a diameter larger than the opening of the low temperature side fixing plate 109. It is supposed not to.
- a plurality of (for example, four at regular intervals) insertion holes are formed in the peripheral edge portion of the low temperature side fixing plate 109, and the low temperature side fixing bolts 107 are inserted into the insertion holes. And the low temperature side electrode 102 is fixed by screwing the low temperature side fixing bolt 107 to the other end side of the connecting spacer 111.
- the joint B between the Peltier element 101, the low temperature side electrode 102, and the first normal temperature side electrode 103a is fixed in a state of being sandwiched between the low temperature side fixing plate 109 and the normal temperature side fixing plate 110. .
- a coil spring 104 as an urging member is interposed between the head of the low temperature side fixing bolt 107 and the low temperature side fixing plate 109.
- the coil spring 104 is compressed and an urging force is generated, so that a predetermined pressure is applied to the joint B via the low temperature side fixing plate 109. become. That is, the pressure applied to the joint portion B can be appropriately adjusted by adjusting the amount of tightening of the low temperature side fixing bolt 107 to the connecting spacer 111.
- the coil spring 104 is applied with a pressure of 0.3 to 17.0 MPa applied to the joint B as the low temperature side fixing bolt 107 is screwed to the connecting spacer 111.
- the low temperature side fixing bolts 107 are connected to the low temperature side fixing plates 107 such that when the plurality of low temperature side fixing bolts 107 are screwed to the connecting spacers 111, the urging force generated in the coil spring 104 is evenly transmitted to the low temperature side fixing plates 109.
- the coil spring 104 is compressed via a pressure equalizing plate 112 having the same shape as 109.
- a cylindrical protective tube 106 is disposed on the outer periphery of the joint B with the Peltier element 101, the low temperature side electrode 102, and the first normal temperature side electrode 103a.
- the protective tube 106 is a reinforcing member that directly receives an external force when an unintended external force is applied when the current lead 10 is installed.
- the protective tube 106 is preferably made of glass fiber reinforced plastic (GFRP: Glass Fiber Reinforced Plastics) in which strength is improved by mixing glass fiber with plastic.
- GFRP glass Fiber Reinforced Plastics
- the low temperature side electrode 102 and the first normal temperature side electrode 103a are fixed as described above, and then the low temperature side electrode 102 is pushed back in the direction in which the coil spring 104 is compressed.
- the Peltier element 101 is disposed with solid solder having a predetermined thickness interposed between the low temperature side electrode 102 and the first normal temperature side electrode 103a.
- the Peltier element 101, the low temperature side electrode 102, and the first normal temperature side electrode 103a are subjected to a predetermined plating process in advance. Specifically, Ni plating layers are formed on both end surfaces of the Peltier element 101 (bonding surfaces between the low temperature side electrode 102 and the first normal temperature side electrode 103a).
- the thickness of the Ni plating layer is less than 5 ⁇ m, the Peltier device 101 made of BiTe semiconductor reacts with the solder to form a solder reaction layer, which causes the characteristics of the Peltier device 101 to deteriorate.
- the thickness of the Ni plating layer exceeds 40 ⁇ m, the plating process takes a long time, so that productivity is lowered and characteristics of the Peltier element 101 are also lowered. Accordingly, the thickness of the Ni plating layer is desirably 5 to 40 ⁇ m.
- an Ag plating layer is formed on one end face (joint face with the Peltier element 101) of the low temperature side electrode 102 and the first normal temperature side electrode 103a. If the thickness of the Ag plating layer is less than 5 ⁇ m, the low-temperature side electrode 102 and the first normal-temperature side electrode 103a made of oxygen-free copper are oxidized at the time of solder bonding, which causes the characteristics of the Peltier element 101 to deteriorate. Further, if the thickness of the Ag plating layer exceeds 40 ⁇ m, the plating process takes a long time, so that productivity is lowered and characteristics of the Peltier element 101 are also lowered. Therefore, the thickness of the Ag plating layer is preferably 5 to 40 ⁇ m.
- electroplating is suitable for forming at a thickness of ⁇ 40 ⁇ m.
- the amount of tightening of the low temperature side fixing bolt 107 to the connecting spacer 111 is adjusted so that the pressure applied to the joint B is 0.3 MPa or more.
- the pressure applied to the bonding portion B is smaller than 0.3 MPa, defects such as irregularities and minute voids are generated on the bonding surface, and the thermal conductivity may be lowered and the electrical resistance may be increased. Because there is. In this state, the temperature is raised to the melting temperature of the solder (about 250 ° C.) and held for a predetermined time.
- a Ni plating layer having a thickness of 5 to 40 ⁇ m is formed on the joint surface between the low temperature side electrode 102 and the normal temperature side electrode 103 of the Peltier element 101. Further, an Ag plating layer having a thickness of 5 to 40 ⁇ m is formed on the bonding surface of the low temperature side electrode 102 and the first normal temperature side electrode 103a to the Peltier element 101. Then, the Peltier element 101, the low temperature side electrode 102, and the first normal temperature side electrode 103a are arranged so that the Ni plating layer and the Ag plating layer face each other, and these are soldered.
- Ni plating layers are formed on both end faces of the Peltier element 101, it is possible to prevent the formation of a solder reaction layer.
- the Ag plating layer is formed on the surfaces of the low temperature side electrode 102 and the first normal temperature side electrode 103a, it is possible to prevent the electrode surfaces from being oxidized. Accordingly, since a stable quality solder layer without defects is formed, the Peltier element 101, the low temperature side electrode 102, and the first normal temperature side electrode 103a are firmly bonded. Further, since the Ni plating layer and the Ag plating layer are formed with the optimum thickness, the characteristics of the current lead 10 do not deteriorate with time. Therefore, the highly reliable current lead 10 having stable characteristics can be manufactured, and productivity at the time of manufacturing can be improved.
- the thickness of the Ni plating layer formed on both end faces of the Peltier element 101, the Ag plating thickness formed on one end face of the low temperature side electrode 102, and the first normal temperature side electrode 103a are changed, and a plurality of current leads are formed. 10 was produced. At this time, the thicknesses of the Ni plating layer and the Ag plating layer were set so that both thicknesses were in the range of 5 to 40 ⁇ m. Moreover, the Ni plating layer and the Ag plating layer in each test piece were set to the same thickness. And the evaluation with respect to a thermal history was performed using the produced several current lead 10. FIG.
- the plating thickness was measured using an F40 microscope type film thickness measurement system (manufactured by Filmetrics Co., Ltd.).
- the room temperature side electrode 103 is formed of one member, and the protective tube 106 and the flexible conductor 105 are also omitted.
- a BiTeSb compound semiconductor element having a square shape of 10 mm ⁇ 10 mm and a thickness of 4 mm was used as the Peltier element 101.
- Ni plating layers were formed on the bonding surface of the Peltier element 101 with the low temperature side electrode 102 and the bonding surface with the normal temperature side electrode 103.
- the low temperature side electrode 102 and the normal temperature side electrode 103 were made of oxygen-free copper having a square shape with a cross section of 10 mm ⁇ 10 mm and a length of about 100 mm.
- An Ag plating layer was formed on the joint surface between the low temperature side electrode 102 and the normal temperature side electrode 103 with the Peltier element 101.
- the thicknesses of the Ni plating layer and the Ag plating layer were about 7 ⁇ m in Example 1, about 18 ⁇ m in Example 2, about 27 ⁇ m in Example 3, about 32 ⁇ m in Example 4, and about 38 ⁇ m in Example 5.
- solid solder made of a 50 ⁇ m thick Sn—Ag—Cu alloy is inserted between the Peltier element 101 and the low temperature side electrode 102 and between the Peltier element 101 and the room temperature side electrode 103. Then, the tightening amount of the low temperature side fixing bolt 107 to the connection spacer 111 was adjusted so that an appropriate pressure (for example, 0.6 MPa) was applied to the joint B. In this state, the temperature is raised to 250 ° C. and held for 60 minutes, and the Peltier element 101 and the low-temperature side electrode 102 and the Peltier element 101 and the normal-temperature side electrode 103 are soldered to produce a current lead 10 having a current carrying capacity of 100A. did.
- an appropriate pressure for example, 0.6 MPa
- the electrical resistance (initial value) at room temperature of the junction B was measured by the direct current four-terminal method using the produced current lead 10.
- a direct current was passed through the current lead 10, and the current value was adjusted so that the temperature difference between both ends of the Peltier element 101 was 100 ° C. or more.
- the temperature at both ends of the Peltier element 101 was measured by a thermocouple installed in the vicinity of the Peltier element 101 of the low temperature side electrode 102 and the normal temperature side electrode 103. After maintaining this temperature difference state for 10 minutes, the energization was stopped and left in the atmosphere, and the joint B was cooled until the temperature reached room temperature. This thermal history was repeated 50 times and given to the current lead 10 (thermal history test).
- the evaluation of the thermal history of the current lead 10 was performed by measuring the electrical resistance at room temperature of the joint B after the thermal history test by the direct current four-terminal method and comparing it with the initial value. Moreover, the external appearance of the junction part B after a heat history test was observed.
- Table 1 shows the configuration of the current lead 10 according to the example and the evaluation results.
- Example 1 As shown in Table 1, when both the Ag plating layer and the Ni plating layer are formed with a thickness of 5 to 40 ⁇ m, no abnormalities such as cracks occur in the appearance, and the initial electric resistance and the initial value are reduced. It was confirmed that the deterioration was also reduced (Examples 1 to 5). In particular, when both the Ag plating layer and the Ni plating layer are formed to a thickness of 5 to 30 ⁇ m, no abnormalities such as cracks occur in the appearance, and the initial electrical resistance and deterioration from the initial value are reduced. It was confirmed (Examples 1 to 3). Further, when both the Ag plating layer and the Ni plating layer were formed to a thickness of 5 to 25 ⁇ m, it was confirmed that the initial electrical resistance and the deterioration from the initial value were extremely small (Example 1, 2).
- the thickness of each of the Ni plating layer and the Ag plating layer was set so as to be outside the range of 5 to 40 ⁇ m.
- the conditions other than the thicknesses of the Ni plating layer and the Ag plating layer were the same as in the examples.
- Table 2 shows the configuration of the current leads according to the comparative example and the evaluation results.
- the present invention is not limited to the above embodiment, and can be changed without departing from the gist thereof.
- the present invention is also applied to a current lead in which a low temperature side electrode 102 is divided into two members 102a and 102b and these are connected by a flexible conductor 105 having flexibility. Can do.
- the present invention can also be applied to a conventional current lead that does not include a pressure adjusting mechanism (such as the coil spring 104) as shown in FIG.
- the thicknesses of the Ni plating layer and the Ag plating layer may be different as long as they are in the range of 5 to 40 ⁇ m.
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Abstract
低温部に設置される超電導応用機器に接続される低温側電極と、常温部に設置される外部機器に接続される常温側電極と、一方の面に低温側電極が接合され、他方の面に常温側電極が接合されるペルチェ素子と、を備え、超電導応用機器と外部機器とを接続する電流リードであって、ペルチェ素子の低温側電極、常温側電極との接合面に、5~40μm厚のNiめっき層が形成され、低温側電極、常温側電極のペルチェ素子との接合面に、5~40μm厚のAgめっき層が形成され、ペルチェ素子、低温側電極、及び常温側電極が、Niめっき層とAgめっき層が対向するように配置され、これらが半田接合された構造を備えている。
Description
本発明は、低温部に設置される超電導応用機器と常温部に設置される外部機器を接続する電流リードに関し、特に熱電変換素子を用いた熱電冷却型の電流リードに関する。
近年、超電導ケーブルや超電導マグネット等、超電導を利用した超電導応用機器の分野では、実用化に向けてさかんに研究、開発が行われている。一般に、超電導応用機器は低温部(低温容器)に設置され、常温部に設置された外部機器(例えば電源)と、電流リードを介して接続される。
超電導応用機器の運転は、極低温環境下で行われるため、低温部の断熱性が極めて重要となる。低温部の断熱性が悪く、低温部への熱侵入が大きいと、超電導応用機器の冷却効率が低下して超電導状態を維持するための冷却コストが増大することとなり、場合によっては超電導応用機器を運転できなくなってしまう。この低温部への熱侵入の経路としては、低温容器を伝熱する経路、又は電流リードを伝熱する経路が考えられる。
超電導応用機器の運転は、極低温環境下で行われるため、低温部の断熱性が極めて重要となる。低温部の断熱性が悪く、低温部への熱侵入が大きいと、超電導応用機器の冷却効率が低下して超電導状態を維持するための冷却コストが増大することとなり、場合によっては超電導応用機器を運転できなくなってしまう。この低温部への熱侵入の経路としては、低温容器を伝熱する経路、又は電流リードを伝熱する経路が考えられる。
低温容器を介した熱侵入を防止するための手法としては、液体窒素等の冷媒及び超電導応用機器を収容する冷媒槽と、冷媒槽の外側に設けられる真空槽とを有する二重構造の低温容器が知られている。この低温容器によれば、真空断熱により低温部への熱侵入が低減される。
電流リードを介した熱侵入を防止するための手法としては、酸化物超電導体を用いた超電導電流リードが提案されている(例えば特許文献1~3)。酸化物超電導体は、金属導体に比較して電気抵抗が小さく、かつ熱伝導率が小さいため(銅の数10分の1)、超電導電流リードにおけるジュール熱の発生はなく、低温部への伝熱量も極めて小さい。したがって、超電導電流リードによれば、低温部への熱侵入が低減される。
しかし、超電導電流リードを採用する場合、電流リードの超電導状態を維持できる様に冷却設備を設けなければならず、冷却コストが増大してしまう課題がある。
しかし、超電導電流リードを採用する場合、電流リードの超電導状態を維持できる様に冷却設備を設けなければならず、冷却コストが増大してしまう課題がある。
そこで、電流リードを介した熱侵入を防止するための他の手法として、熱電変換素子(以下、ペルチェ素子)を利用した熱電冷却型電流リードが提案されている(例えば特許文献4)。熱電冷却型電流リードにおいては、低温部の超電導応用機器に接続される電極(低温側電極)と、常温部の外部機器に接続される電極(常温側電極)とが、ペルチェ素子を介して接続される(図1参照)。具体的には、低温側電極とペルチェ素子の一端面が半田により接合され、同様に、ペルチェ素子の他端面と常温側電極が半田により接合される。以下において、低温側電極と常温側電極を区別しない場合は、単に電極と称することとする。
ペルチェ素子は、通電したときに一端側から吸熱し、他端側から放熱する機能を有する。ペルチェ素子は、例えばBiTe(ビスマス-テルル)系の化合物半導体で構成される。ペルチェ素子がp型半導体で構成される場合は、電流の流入側で吸熱が生じ、流出側で発熱が生じる。逆に、ペルチェ素子がn型半導体で構成される場合は、電流の流入側で発熱が生じ、流出側で吸熱が生じる。したがって、熱電冷却型電流リードにおける通電方向に応じて、p型半導体又はn型半導体で構成されるペルチェ素子を用いることで、通電時に低温部から常温部に向けて熱を移動させることができるので、低温部への熱侵入が低減される。
なお、電極は、一般に純度99.99%以上の無酸素銅(OFC:Oxygen-Free Copper)で構成される。
ところで、ペルチェ素子と電極を半田接合する際に電極表面が酸化すると、酸化物層(絶縁層)が生成し、あるいは接合面に凹凸や微小な空隙等の欠陥が生じ、熱伝導性が低下するとともに、電気抵抗が増大する虞がある。そのため、従来は、電極表面(ペルチェ素子との接合面)にフラックスを塗布することにより、電極表面が酸化するのを防止している。また、金属表面の酸化を防止する技術としては、予め金属表面にAg等の金属被膜を形成する手法がある(例えば特許文献5)。
また、BiTe系半導体からなるペルチェ素子と電極を半田接合する場合、半田中のSnとペルチェ素子中のTeが反応し、この半田反応層によってペルチェ素子の特性が劣化する虞がある。そこで、一般にはペルチェ素子の電極との接合面に、予めNi等のめっきが施される(例えば特許文献6)。
しかしながら、特許文献5、6に記載の技術を適用した熱電冷却型の電流リードは、特性が経時的に低下することが判明した。すなわち、特許文献5、6に記載の技術を利用すると強固な半田接合を実現することはできるが、熱電冷却型の電流リードに適用するには、さらなる改善が必要である。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、安定した特性を有する信頼性の高い電流リードを提供できるとともに、製造時の生産性を向上することができる電流リードを提供することを目的とする。
本発明の電流リードは、低温部に設置される超電導応用機器に接続される低温側電極と、
常温部に設置される外部機器に接続される常温側電極と、
一方の面に前記低温側電極が接合され、他方の面に前記常温側電極が接合されるペルチェ素子と、を備え、前記超電導応用機器と前記外部機器とを接続する電流リードであって、
前記ペルチェ素子の前記低温側電極、前記常温側電極との接合面に、5~40μm厚のNiめっき層が形成され、
前記低温側電極、前記常温側電極の前記ペルチェ素子との接合面に、5~40μm厚のAgめっき層が形成され、
前記ペルチェ素子、前記低温側電極、及び前記常温側電極が、前記Niめっき層と前記Agめっき層が対向するように配置され、これらが半田接合された構造を備えていることを特徴とする。
常温部に設置される外部機器に接続される常温側電極と、
一方の面に前記低温側電極が接合され、他方の面に前記常温側電極が接合されるペルチェ素子と、を備え、前記超電導応用機器と前記外部機器とを接続する電流リードであって、
前記ペルチェ素子の前記低温側電極、前記常温側電極との接合面に、5~40μm厚のNiめっき層が形成され、
前記低温側電極、前記常温側電極の前記ペルチェ素子との接合面に、5~40μm厚のAgめっき層が形成され、
前記ペルチェ素子、前記低温側電極、及び前記常温側電極が、前記Niめっき層と前記Agめっき層が対向するように配置され、これらが半田接合された構造を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、ペルチェ素子表面に形成されるNiめっき層により半田反応層の形成が防止され、電極表面に形成されるAgめっき層により電極表面の酸化が防止されるので、強固な半田接合が実現される。また、Niめっき層、Agめっき層が最適な厚さで形成されるので、電流リードの特性が経時的に低下することもない。したがって、安定した特性を有する信頼性の高い電流リードを提供できるとともに、製造時の生産性を向上することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図2は、本発明の一実施の形態に係る電流リードを用いた超電導磁石装置を示す図である。
図2に示すように、超電導磁石装置1は、低温部に設置される超電導コイル11と、常温部に設置される電源12と、電源12と超電導コイル11を電気的に接続する2つの電流リード10を備えている。2つの電流リード10を区別する場合は、電流リード10A、10Bと称する。
図2は、本発明の一実施の形態に係る電流リードを用いた超電導磁石装置を示す図である。
図2に示すように、超電導磁石装置1は、低温部に設置される超電導コイル11と、常温部に設置される電源12と、電源12と超電導コイル11を電気的に接続する2つの電流リード10を備えている。2つの電流リード10を区別する場合は、電流リード10A、10Bと称する。
超電導コイル11は、例えば、真空断熱構造を有する低温容器13内に設置され、液体ヘリウムによって冷却される。電源12は、超電導コイル11を励磁するのに必要な電流を、電流リード10を介して供給する。
電流リード10は、熱電変換素子であるペルチェ素子101を有する熱電冷却型の電流リードである。ペルチェ素子101の一方の面には超電導コイル11に接続される低温側電極102が接合され、他方の面には電源12に接続される常温側電極103が接合されている。低温側電極102、常温側電極103は、電気抵抗の面からCu含有量が90重量%以上であることが望ましく、例えば純度99.99%以上の無酸素銅で構成される。
ペルチェ素子101と低温側電極102、ペルチェ素子101と常温側電極103は、それぞれ半田付けにより接合される。この場合に用いられる半田としては、Sn含有量が90~99重量%であるSn-Ag-Cu(いわゆる鉛フリー半田)が耐熱性の面から好適である。ペルチェ素子101と低温側電極102、常温側電極103を半田接合する方法については、後述する。
ペルチェ素子101と低温側電極102、ペルチェ素子101と常温側電極103は、それぞれ半田付けにより接合される。この場合に用いられる半田としては、Sn含有量が90~99重量%であるSn-Ag-Cu(いわゆる鉛フリー半田)が耐熱性の面から好適である。ペルチェ素子101と低温側電極102、常温側電極103を半田接合する方法については、後述する。
ペルチェ素子101は、例えばBiTe系、BiTeSb系、又はBiSb系の化合物半導体で構成される。特に、熱電変換効率の面からTe含有量が5~50重量%であるBiTe系半導体又はBiTeSb系半導体が好適である。BiTe系半導体又はBiTeSb系半導体を適用した場合、常温から200K付近までの温度範囲で良好な冷却能力が得られる。また、BiSb系半導体を適用した場合、200K付近から液体窒素温度(77K)付近までの温度範囲で良好な冷却能力が得られる。
また、ペルチェ素子101には、室温以下の低温において、性能指数Z(=α2/(κρ)、α:ゼーベック係数、κ:熱伝導率、ρ:比抵抗)の値が最大となるように組成が調整された半導体を使用することが望ましい。
また、ペルチェ素子101には、室温以下の低温において、性能指数Z(=α2/(κρ)、α:ゼーベック係数、κ:熱伝導率、ρ:比抵抗)の値が最大となるように組成が調整された半導体を使用することが望ましい。
電源12の正極側に接続される電流リード10Aのペルチェ素子101にはn型半導体が適用され、負極側に接続される電流リード10Bのペルチェ素子101にはp型半導体が適用される。例えば、BiTe系半導体の導電型は、SbI3を添加することによりn型に制御され、PbI3を添加することによりp型に制御される。また、構成元素の量を化学量論比からわずかにずらすことによって、BiTe系半導体の導電型を制御することもできる。
何れの電流リード10A、10Bにおいても、ペルチェ素子101の低温側で吸熱が生じ、常温側で発熱が生じる。すなわち、ペルチェ素子101において、通電時に低温側から常温側に向けて熱が移動するので、低温部への熱侵入が低減されるとともに、超電導コイル11を効率よく冷却することができる。
何れの電流リード10A、10Bにおいても、ペルチェ素子101の低温側で吸熱が生じ、常温側で発熱が生じる。すなわち、ペルチェ素子101において、通電時に低温側から常温側に向けて熱が移動するので、低温部への熱侵入が低減されるとともに、超電導コイル11を効率よく冷却することができる。
図3は、実施の形態に係る電流リード10の詳細な構成を示す図である。
図3に示すように、電流リード10において、ペルチェ素子101の一方の面には低温側電極102が半田付けにより接合され、他方の面には常温側電極103が半田付けにより接合されている。
図3に示すように、電流リード10において、ペルチェ素子101の一方の面には低温側電極102が半田付けにより接合され、他方の面には常温側電極103が半田付けにより接合されている。
ここでは、常温側電極103が、2つの部材(第1の常温側電極103a、第2の常温側電極103bと称する)に分割されている。そして、第1の常温側電極103aと第2の常温側電極103bは、可とう性を有するフレキシブル導体105により接続されている。フレキシブル導体105は、例えば平編み銅線で構成される。フレキシブル導体105は、電流リード10、特にペルチェ素子101、低温側電極102、常温側電極103の接合部Bに生じる曲げや歪みを吸収する。
円盤状の常温側固定板110の中央部には開口(図示略)が形成されており、この開口に第1の常温側電極103aが挿嵌される。第1の常温側電極103aには、常温側固定板110の開口よりも大径のフランジが形成される等により、常温側固定板110に第1の常温側電極103aを挿嵌した状態で、第1の常温側電極103aが脱落しないようになっている。常温側固定板110の周縁部には複数(例えば等間隔で4つ)の挿通孔が形成されており、この挿通孔に常温側固定ボルト108が挿通される。そして、常温側固定ボルト108が連結スペーサ111の一端側に螺着されることにより、第1の常温側電極103aが固定される。
低温側電極102の固定態様も第1の常温側電極103aの固定態様とほぼ同様である。すなわち、円盤状の低温側固定板109の中央部には開口(図示略)が形成されており、この開口に低温側電極102が挿嵌される。低温側電極102には、低温側固定板109の開口よりも大径のフランジが形成される等により、低温側固定板109に低温側電極102を挿嵌した状態で、低温側電極102が脱落しないようになっている。低温側固定板109の周縁部には複数(例えば等間隔で4つ)の挿通孔が形成されており、この挿通孔に低温側固定ボルト107が挿通される。そして、低温側固定ボルト107が連結スペーサ111の他端側に螺着されることにより、低温側電極102が固定される。
このように、ペルチェ素子101、低温側電極102、第1の常温側電極103aとの接合部Bは、低温側固定板109と常温側固定板110により狭持された状態で、固定されている。
また、低温側固定ボルト107の頭部と低温側固定板109との間に付勢部材としてのコイルばね104を介在させている。低温側固定ボルト107を連結スペーサ111に螺着させることに伴い、コイルばね104が圧縮されて付勢力が生じるので、低温側固定板109を介して接合部Bには所定の圧力が加えられることになる。すなわち、低温側固定ボルト107の連結スペーサ111への締め込み量を調整することで、接合部Bに加わる圧力を適宜に調整することができる。
コイルばね104には、低温側固定ボルト107を連結スペーサ111に螺着させることに伴い接合部Bに0.3~17.0MPaの圧力が付与されるものが適用される。
コイルばね104には、低温側固定ボルト107を連結スペーサ111に螺着させることに伴い接合部Bに0.3~17.0MPaの圧力が付与されるものが適用される。
また、複数の低温側固定ボルト107を連結スペーサ111に螺着したときに、コイルばね104に生じる付勢力が低温側固定板109に均等に伝わるように、低温側固定ボルト107は低温側固定板109と同様の形状を有する均圧板112を介してコイルばね104を圧縮するようになっている。
さらに、ペルチェ素子101、低温側電極102、第1の常温側電極103aとの接合部Bの外周には、円筒状の保護管106が配設されている。保護管106は、電流リード10の設置時などに意図しない外力が働いたときに、この外力を直接受ける補強部材である。
保護管106には、ガラス繊維をプラスチックに混入して強度を向上させたガラス繊維強化プラスチック(GFRP:Glass Fiber Reinforced Plastics)製のものが好適である。GFRP製の保護管106を用いることにより、外部からの熱の流入を遮断することができるので、保護管106で覆われた内部の構造体の温度上昇、及びこれに伴う機器の損傷、劣化を防止することができる。
電流リード10を作製する場合、まず、低温側電極102、第1の常温側電極103aを上述したように固定した後、低温側電極102をコイルばね104が圧縮される方向に押し戻す。次に、低温側電極102と第1の常温側電極103aの間に所定厚の固形半田を介在させてペルチェ素子101を配置する。
このとき、図4に示すように、ペルチェ素子101、低温側電極102、第1の常温側電極103aには、予め所定のめっき処理を施しておく。
具体的には、ペルチェ素子101の両端面(低温側電極102、第1の常温側電極103aとの接合面)には、Niめっき層が形成される。Niめっき層の厚さが5μ未満であると、BiTe系半導体からなるペルチェ素子101と半田が反応して半田反応層が形成され、ペルチェ素子101の特性を劣化させる要因となる。また、Niめっき層の厚さが40μmを超えるとめっき工程に長時間を要するために生産性が低下する上、ペルチェ素子101の特性も低下する。したがって、Niめっき層の厚さは、5~40μmであることが望ましい。
具体的には、ペルチェ素子101の両端面(低温側電極102、第1の常温側電極103aとの接合面)には、Niめっき層が形成される。Niめっき層の厚さが5μ未満であると、BiTe系半導体からなるペルチェ素子101と半田が反応して半田反応層が形成され、ペルチェ素子101の特性を劣化させる要因となる。また、Niめっき層の厚さが40μmを超えるとめっき工程に長時間を要するために生産性が低下する上、ペルチェ素子101の特性も低下する。したがって、Niめっき層の厚さは、5~40μmであることが望ましい。
また、低温側電極102、第1の常温側電極103aの一端面(ペルチェ素子101との接合面)には、Agめっき層が形成される。Agめっき層の厚さが5μ未満であると、無酸素銅からなる低温側電極102、第1の常温側電極103aが半田接合時に酸化して、ペルチェ素子101の特性を劣化させる要因となる。また、Agめっき層の厚さが40μmを超えるとめっき工程に長時間を要するために生産性が低下する上、ペルチェ素子101の特性も低下する。したがって、Agめっき層の厚さは、5~40μmであることが望ましい。
なお、ペルチェ素子101へのNiめっき、及び低温側電極102、第1の常温側電極103aへのAgめっきには、電気めっき、無電解めっき等、公知の技術を適用できるが、めっき厚を5~40μmで形成するには品質の面から電気めっきが好適である。
そして、接合部Bに加わる圧力が0.3MPa以上となるように、低温側固定ボルト107の連結スペーサ111への締め込み量を調整する。接合部Bに加わる圧力が0.3MPaよりも小さい状態で半田接合を行うと、接合面に凹凸や微小な空隙等の欠陥が生じ、熱伝導性が低下するとともに、電気抵抗が増大する虞があるためである。この状態で、半田の溶融温度(約250℃)まで昇温し、所定時間保持する。
このように、本実施の形態では、電流リード10を製造するに際し、ペルチェ素子101の低温側電極102、常温側電極103との接合面に、5~40μm厚のNiめっき層を形成する。また、低温側電極102、第1の常温側電極103aのペルチェ素子101との接合面に、5~40μm厚のAgめっき層を形成する。そして、Niめっき層とAgめっき層が対向するようにペルチェ素子101、低温側電極102、第1の常温側電極103aを配置して、これらを半田接合する。
ペルチェ素子101の両端面にはNiめっき層が形成されているので、半田反応層が形成されるのを防止できる。また、低温側電極102、第1の常温側電極103aの表面にはAgめっき層が形成されているので、電極表面が酸化するのを防止できる。したがって、欠陥のない安定した品質の半田層が形成されるので、ペルチェ素子101、低温側電極102、第1の常温側電極103aが強固に接合される。
また、Niめっき層、Agめっき層が最適な厚さで形成されるので、電流リード10の特性が経時的に低下することもない。したがって、安定した特性を有する信頼性の高い電流リード10を製造できるとともに、製造時の生産性を向上することができる。
また、Niめっき層、Agめっき層が最適な厚さで形成されるので、電流リード10の特性が経時的に低下することもない。したがって、安定した特性を有する信頼性の高い電流リード10を製造できるとともに、製造時の生産性を向上することができる。
[実施例]
実施例では、ペルチェ素子101の両端面に形成するNiめっき層の厚さ、低温側電極102、第1の常温側電極103aの一端面に形成するAgめっき厚さを変えて、複数の電流リード10を作製した。このとき、Niめっき層とAgめっき層の厚さは、両方の厚さが5~40μmの範囲に入るように設定した。また、各試験片におけるNiめっき層とAgめっき層は同等の厚さとした。そして、作製した複数の電流リード10を用いて、熱履歴に対する評価を行った。めっき厚は、F40顕微鏡式膜厚測定システム(フィルメトリクス(株)製)を使用して測定した。
なお、実施例では、常温側電極103を一部材で構成し、保護管106及びフレキシブル導体105も省略した。
実施例では、ペルチェ素子101の両端面に形成するNiめっき層の厚さ、低温側電極102、第1の常温側電極103aの一端面に形成するAgめっき厚さを変えて、複数の電流リード10を作製した。このとき、Niめっき層とAgめっき層の厚さは、両方の厚さが5~40μmの範囲に入るように設定した。また、各試験片におけるNiめっき層とAgめっき層は同等の厚さとした。そして、作製した複数の電流リード10を用いて、熱履歴に対する評価を行った。めっき厚は、F40顕微鏡式膜厚測定システム(フィルメトリクス(株)製)を使用して測定した。
なお、実施例では、常温側電極103を一部材で構成し、保護管106及びフレキシブル導体105も省略した。
具体的には、ペルチェ素子101として、断面形状が10mm×10mmの正方形で、厚さ4mmのBiTeSb化合物半導体素子を用いた。ペルチェ素子101の低温側電極102との接合面、及び常温側電極103との接合面には、Niめっき層を形成した。
低温側電極102、常温側電極103には、断面形状が10mm×10mmの正方形で、長さが約100mmの無酸素銅を用いた。低温側電極102及び常温側電極103のペルチェ素子101との接合面には、Agめっき層を形成した。
低温側電極102、常温側電極103には、断面形状が10mm×10mmの正方形で、長さが約100mmの無酸素銅を用いた。低温側電極102及び常温側電極103のペルチェ素子101との接合面には、Agめっき層を形成した。
Niめっき層、Agめっき層の厚さは、実施例1では約7μm、実施例2では約18μm、実施例3では約27μm、実施例4では約32μm、実施例5では約38μmとした。
実施の形態で説明したように、ペルチェ素子101と低温側電極102との間、ペルチェ素子101と常温側電極103との間に、厚さ50μmのSn-Ag-Cu合金からなる固形半田を挿入し、接合部Bに適度な圧力(例えば、0.6MPa)が加わるように、低温側固定ボルト107の連結スペーサ111への締め込み量を調整した。
そして、この状態で250℃まで昇温して60min間保持し、ペルチェ素子101と低温側電極102、ペルチェ素子101と常温側電極103を半田接合して、通電容量が100Aの電流リード10を作製した。
そして、この状態で250℃まで昇温して60min間保持し、ペルチェ素子101と低温側電極102、ペルチェ素子101と常温側電極103を半田接合して、通電容量が100Aの電流リード10を作製した。
作製した電流リード10を用いて、まず、接合部Bの室温での電気抵抗(初期値)を、直流4端子法により測定した。
次に、電流リード10に直流電流を通電し、ペルチェ素子101の両端の温度差が100℃以上となるように電流値を調整した。ペルチェ素子101の両端の温度は、低温側電極102、常温側電極103のペルチェ素子101近傍部位に設置した熱電対により測定した。
この温度差がついた状態を10分間保持した後、通電を中止して大気中に放置し、接合部Bの温度が室温となるまで冷却した。そして、この熱履歴を50回繰り返して電流リード10に与えた(熱履歴試験)。
次に、電流リード10に直流電流を通電し、ペルチェ素子101の両端の温度差が100℃以上となるように電流値を調整した。ペルチェ素子101の両端の温度は、低温側電極102、常温側電極103のペルチェ素子101近傍部位に設置した熱電対により測定した。
この温度差がついた状態を10分間保持した後、通電を中止して大気中に放置し、接合部Bの温度が室温となるまで冷却した。そして、この熱履歴を50回繰り返して電流リード10に与えた(熱履歴試験)。
電流リード10の熱履歴に対する評価は、熱履歴試験後の接合部Bの室温での電気抵抗を直流4端子法により測定し、初期値と比較することにより行った。また、熱履歴試験後の接合部Bの外観を観察した。
実施例に係る電流リード10の構成、及び評価結果を表1に示す。
表1に示すように、Agめっき層、Niめっき層の両方を5~40μmの厚さで形成した場合に、外観にクラック等の異常は発生せず、初期の電気抵抗、及び初期値からの劣化も小さくなることが確認された(実施例1~5)。
特に、Agめっき層、Niめっき層の両方を5~30μmの厚さで形成した場合には、外観にクラック等の異常は発生せず、初期の電気抵抗、及び初期値からの劣化も小さくなることが確認された(実施例1~3)。さらに、Agめっき層、Niめっき層の両方を5~25μmの厚さで形成した場合には、初期の電気抵抗、及び初期値からの劣化が極めて小さくなることが確認された(実施例1、2)。
特に、Agめっき層、Niめっき層の両方を5~30μmの厚さで形成した場合には、外観にクラック等の異常は発生せず、初期の電気抵抗、及び初期値からの劣化も小さくなることが確認された(実施例1~3)。さらに、Agめっき層、Niめっき層の両方を5~25μmの厚さで形成した場合には、初期の電気抵抗、及び初期値からの劣化が極めて小さくなることが確認された(実施例1、2)。
[比較例]
比較例では、Niめっき層とAgめっき層の何れかの厚さが、5~40μmの範囲外となるように、それぞれの厚さを設定した。Niめっき層、Agめっき層の厚さ以外の条件は実施例と同じとした。
比較例に係る電流リードの構成、及び評価結果を表2に示す。
比較例では、Niめっき層とAgめっき層の何れかの厚さが、5~40μmの範囲外となるように、それぞれの厚さを設定した。Niめっき層、Agめっき層の厚さ以外の条件は実施例と同じとした。
比較例に係る電流リードの構成、及び評価結果を表2に示す。
表2に示すように、Niめっき層とAgめっき層の何れかの厚さが5~40μmの範囲外となっている場合には、初期の電気抵抗が大きく、初期値に対する劣化も極めて大きい。また、外観に関しては、接合部Bにクラックが発生していた。このように、実施例と比較例との差は歴然であった。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、図5に示すように、低温側電極102が、2つの部材102a、102bに分割され、これらが可とう性を有するフレキシブル導体105により接続された電流リードにも、本発明を適用することができる。また、図1に示すような圧力調整機構(コイルばね104等)を備えていない従来型の電流リードにも本発明を適用することができる。
例えば、図5に示すように、低温側電極102が、2つの部材102a、102bに分割され、これらが可とう性を有するフレキシブル導体105により接続された電流リードにも、本発明を適用することができる。また、図1に示すような圧力調整機構(コイルばね104等)を備えていない従来型の電流リードにも本発明を適用することができる。
また、Niめっき層、Agめっき層の厚さは、5~40μmの範囲内であれば、それぞれ異なっていてもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
2011年11月14日出願の特願2011-248941の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
1 超電導磁石装置
10 電流リード
11 超電導コイル
12 電源
13 低温容器
101 ペルチェ素子
102 低温側電極
103 常温側電極
104 コイルばね
105 フレキシブル導体
106 保護管
107 低温側固定ボルト
108 常温側固定ボルト
109 低温側固定板
110 常温側固定板
111 連結スペーサ
112 均圧板
B 接合部
10 電流リード
11 超電導コイル
12 電源
13 低温容器
101 ペルチェ素子
102 低温側電極
103 常温側電極
104 コイルばね
105 フレキシブル導体
106 保護管
107 低温側固定ボルト
108 常温側固定ボルト
109 低温側固定板
110 常温側固定板
111 連結スペーサ
112 均圧板
B 接合部
Claims (5)
- 低温部に設置される超電導応用機器に接続される低温側電極と、
常温部に設置される外部機器に接続される常温側電極と、
一方の面に前記低温側電極が接合され、他方の面に前記常温側電極が接合されるペルチェ素子と、を備え、前記超電導応用機器と前記外部機器とを接続する電流リードであって、
前記ペルチェ素子の前記低温側電極、前記常温側電極との接合面に、5~40μm厚のNiめっき層が形成され、
前記低温側電極、前記常温側電極の前記ペルチェ素子との接合面に、5~40μm厚のAgめっき層が形成され、
前記ペルチェ素子、前記低温側電極、及び前記常温側電極が、前記Niめっき層と前記Agめっき層が対向するように配置され、これらが半田接合された構造を備えていることを特徴とする電流リード。 - 前記Agめっき層及び前記Niめっき層の厚さが、5~30μmであることを特徴とする請求項1に記載の電流リード。
- 前記Agめっき層及び前記Niめっき層の厚さが、5~25μmであることを特徴とする請求項2に記載の電流リード。
- 前記半田接合に用いられる半田のSn含有量が、90~99重量%であることを特徴とする請求項1に記載の電流リード。
- 前記ペルチェ素子が、5~50重量%のTeを含有し、
前記低温側電極及び前記常温側電極が、90重量%以上のCuを含有することを特徴とする請求項1に記載の電流リード。
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