(57)【要約】【課題】低背化を可能とする２ポート型非可逆回路素子の構成部品を得る。【解決手段】永久磁石３０により直流磁界が印加されるフェライト２０の主面に、互いに電気的に絶縁状態で交差して配置された第１中心電極２１と第２中心電極２２を備えた２ポート型アイソレータの構成部品であって、第１整磁部材１０と、フェライト２０と、永久磁石３０と第２整磁部材４０とが下から順次上方へと積み重ねられている。第１整磁部材１０はフェライト材からなり、外部接続用の入力端子電極１１ａ、出力端子電極１１ｂ，１１ｃ及びグランド端子電極１１ｄが形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石により直流磁界が印加されるフェライトの主面に、互いに電気的に絶縁状態で交差して配置された第１中心電極及び第２中心電極を備え、第１中心電極は、一端が入力ポートに電気的に接続され、他端が出力ポートに電気的に接続され、第２中心電極は、一端が出力ポートに電気的に接続され、他端がグランドポートに電気的に接続され、入力ポートと出力ポートとの間に第１整合容量が電気的に接続され、出力ポートとグランドポートとの間に第２整合容量が電気的に接続され、入力ポートと出力ポートとの間に終端抵抗が電気的に接続された非可逆回路素子の構成部品であって、
第１整磁部材と、前記フェライトと、前記永久磁石と、第２整磁部材とが下から順次上方へと積み重ねられ、
前記第１整磁部材はフェライト材からなり、入力端子電極、出力端子電極及びグランド端子電極が形成されていること、
を特徴とする非可逆回路素子の構成部品。
【請求項２】
前記第１整磁部材は前記フェライトよりも大きな飽和磁化（４πＭｓ）を有していることを特徴とする請求項１に記載の非可逆回路素子の構成部品。
【請求項３】
前記第１整磁部材、フェライト、永久磁石、第２整磁部材は、平面視でそれぞれ同じ外形を有していること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の非可逆回路素子の構成部品。
【請求項４】
前記入力端子電極、出力端子電極及びグランド端子電極は、前記第１整磁部材に端面スルーホール電極として形成されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の非可逆回路素子の構成部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非可逆回路素子の構成部品、特に、マイクロ波帯で使用されるアイソレータやサーキュレータなどの非可逆回路素子の整合回路素子を除いた構成部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、アイソレータやサーキュレータなどの非可逆回路素子は、予め定められた特定方向にのみ信号を伝送し、逆方向には伝送しない特性を有している。この特性を利用して、例えば、アイソレータは、自動車電話、携帯電話などの移動体通信機器の送信回路部に使用されている。
【０００３】
この種の非可逆回路素子としては、特許文献１などに記載されている２ポート型アイソレータが知られている。この２ポート型のアイソレータでは、整合回路基板と主面上に中心電極を備えたフェライトと永久磁石とを積み重ね、これらを上下部に配置した金属ケース（ヨーク）にて囲い込んでいる。
【０００４】
近年、この種の電子部品は小型化、低背化の要求が強く、特許文献１に記載のアイソレータのごとく上下に金属ケースを配置し、かつ、整合回路基板を内蔵していると、どうしても高さ方向に大きくなり、低背化の要求に応えることができない。
【特許文献１】特開２００４−０１５４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、低背化を可能とする２ポート型非可逆回路素子の構成部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明の一形態である非可逆回路素子の構成部品は、
永久磁石により直流磁界が印加されるフェライトの主面に、互いに電気的に絶縁状態で交差して配置された第１中心電極及び第２中心電極を備え、第１中心電極は、一端が入力ポートに電気的に接続され、他端が出力ポートに電気的に接続され、第２中心電極は、一端が出力ポートに電気的に接続され、他端がグランドポートに電気的に接続され、入力ポートと出力ポートとの間に第１整合容量が電気的に接続され、出力ポートとグランドポートとの間に第２整合容量が電気的に接続され、入力ポートと出力ポートとの間に終端抵抗が電気的に接続された非可逆回路素子の構成部品であって、
第１整磁部材と、前記フェライトと、前記永久磁石と、第２整磁部材とが下から順次上方へと積み重ねられ、
前記第１整磁部材はフェライト材からなり、入力端子電極、出力端子電極及びグランド端子電極が形成されていること、
を特徴とする。
【０００７】
前記非可逆回路素子の構成部品は、第１整磁部材とフェライトと永久磁石と第２整磁部材とで構成され、整合回路基板を含まないため、高さ方向に部品点数が減少して低背化が達成される。この構成部品に対して、例えば、チップタイプの整合回路素子を外付けすることにより２ポート型のアイソレータとして構成される。チップタイプの整合回路素子は構成部品よりも背が低く低背化を損なうことはない。
【０００８】
また、第１整磁部材の材料であるフェライト材は絶縁性であり、入力端子電極、出力端子電極及びグランド端子電極を第１整磁部材上に直接形成することができる。さらに、第１整磁部材の上にフェライト、永久磁石、第２整磁部材を積み重ねていくという簡単な工程で製造することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、非可逆回路素子の低背化が可能であり、端子電極の形成や組立てが容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る非可逆回路素子の構成部品の実施例について添付図面を参照して説明する。
【００１１】
本発明に係る非可逆回路素子の構成部品の一実施例を図１、図２に示す。この構成部品１は２ポート型アイソレータの主要部品であり、概略、それぞれ平板状をなす第１整磁部材１０とフェライト２０と永久磁石３０と第２整磁部材４０を下から順次上方へと積み重ねて構成されている。これらの部材は平面視でそれぞれ同じ外形寸法を有している。
【００１２】
フェライト２０には、主面（表面）上に互いに電気的に絶縁された第１中心電極２１及び第２中心電極２２が形成されている。また、フェライト２０には中心電極２１，２２の両端部に対応する位置に接続用電極２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄが裏面まで回り込んだ状態で形成されている。これらの接続用電極は以下に説明するように端面スルーホール電極として形成してもよく、あるいは、電極ペーストを塗布することにより形成してもよい。
【００１３】
第１及び第２中心電極２１，２２は、印刷やめっき、蒸着などによる導体膜によって形成され、互いの交差角は必要に応じて設定され、入力インピーダンスや挿入損失が調整される。
【００１４】
永久磁石３０はフェライト２０に対して直流磁界を主面に対して略垂直方向に印加するように接着されている。永久磁石３０は、通常、ストロンチウム系、バリウム系、ランタン−コバルト系のフェライトマグネットが用いられる。
【００１５】
第１整磁部材１０はフェライト材からなり、第２整磁部材４０は鉄、ニッケル、コバルト、フェライトなどの強磁性材からなる。第１整磁部材１０にはフェライト２０に形成した接続用電極２３ａ〜２３ｄに対応する位置に外部接続用端子電極１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが表面から側面さらに裏面にわたって形成されている。これらの外部接続用端子電極は以下に説明するように端面スルーホール電極として形成してもよく、あるいは、電極ペーストを塗布することにより形成してもよい。第１整磁部材１０上にフェライト２０が貼り合わされることにより、電極１１ａ〜１１ｄと電極２３ａ〜２３ｄとがそれぞれ電気的に接続される。
【００１６】
また、外部接続用端子電極１１ｂ，１１ｃは第１整磁部材１０の裏面において電極１１ｅによって電気的に接続されている。以下に説明するように、電極１１ａは入力端子電極として使用され、電極１１ｂ，１１ｃは出力端子電極として使用され、電極１１ｄはグランド端子電極として使用される。
【００１７】
以上のごとくモジュールとして構成された構成部品１の等価回路は、図４に点線で囲って示すように、第１及び第２中心電極２１，２２（Ｌ１，Ｌ２）が永久磁石３０からの直流磁界によって磁気的に結合されている。２ポート型アイソレータとしては、この構成部品１に対して、図４及び図５に示すように、第１整合容量であるコンデンサＣ１、第２整合容量であるコンデンサＣ２及び終端抵抗Ｒがそれぞれチップタイプの素子として付加される。
【００１８】
即ち、第１中心電極２１は、一端が入力ポートＰ１に電気的に接続され、他端が出力ポートＰ２に電気的に接続され、第２中心電極２２は、一端が出力ポートＰ２に電気的に接続され、他端がグランドポートＰ３に電気的に接続される。コンデンサＣ１は入力ポートＰ１と出力ポートＰ２との間に電気的に接続される。コンデンサＣ２は出力ポートＰ２とグランドポートＰ３との間に電気的に接続される。終端抵抗Ｒは入力ポートＰ１と出力ポートＰ２との間に電気的に接続される。
【００１９】
図３に、モジュール化された構成部品１とチップタイプの素子であるコンデンサＣ１，Ｃ２及び終端抵抗Ｒをプリント配線回路基板５０上に搭載して２ポート型アイソレータ７０を構成した状態を示す。プリント配線回路基板５０上には、構成部品１とコンデンサＣ１，Ｃ２及び終端抵抗Ｒを電気的に接続するための電極（図示せず）が形成されている。なお、プリント配線回路基板５０は例えば携帯電話のベース基板である。
【００２０】
以上の構成からなる２ポート型アイソレータ７０においては、第１中心電極２１の一端が入力ポートＰ１に接続され他端が出力ポートＰ２に接続され、第２中心電極２２の一端が出力ポートＰ２に接続され他端がグランドポートＰ３に接続されているため、動作時において、第２中心電極２２に大きな高周波電流が流れ、第１中心電極２１にはほとんど高周波電流が流れない。それゆえ、挿入損失の小さな２ポート型の集中定数型アイソレータとすることができる。
【００２１】
特に、前記構成部品１は、第１整磁部材１０とフェライト２０と永久磁石３０と第２整磁部材４０とで構成され、整合回路基板を含まないため、高さ方向に部品点数が減少して低背化が達成される。この構成部品１に対して外付けされるチップタイプの整合回路素子（コンデンサＣ１，Ｃ２及び終端抵抗Ｒ）は構成部品１よりも背が低く低背化を損なうことはない。
【００２２】
第１及び第２整磁部材１０，４０はともに強磁性材からなる薄型のヨークとして機能し、永久磁石３０の磁界を内部に閉じ込めて磁気効率を高める。そして、第１整磁部材１０はフェライト材にて形成している。その理由は、第１整磁部材１０はフェライト２０よりも大きな飽和磁化（４πＭｓ）を有していることが好ましいからである。例えば、中心電極２１，２２を設けたフェライト２０の飽和磁化（４πＭｓ）が４００Ｇである場合、第１整磁部材１０の飽和磁化（４πＭｓ）は１０００Ｇであることが好ましい。第１整磁部材１０の飽和磁化をフェライト２０の飽和磁化に対して比例的に大きくすれば、確実に整磁材として機能する。いま一つの理由は、フェライト材は絶縁性であり、それゆえ、第１整磁部材１０上に外部接続用端子電極１１ａ〜１１ｄを直接形成することができ、製造工程が簡略化される。
【００２３】
さらに、前記構成部品１においては、第１整磁部材１０の上にフェライト２０、永久磁石３０、第２整磁部材４０を積み重ねていき、この積層体を一体的にカットするという簡単な工程で製造することができる。
【００２４】
以下に、構成部品１の製造工程の一例について説明する。まず、図６（Ａ）に示すように、第１整磁部材１０となるマザー基板１０’とフェライト２０となるマザー基板２０’を貼り合わせ、電極１１ａ〜１１ｄ，２３ａ〜２３ｄを形成するためのスルーホール６１，６２をサンドブラストなどによって形成する。そして、このスルーホール６１，６２に銀などの電極部材を充填する。なお、図６に示した一点鎖線はカット線であって一単位の構成部品１の区画を示している。
【００２５】
次に、図６（Ｂ）に示すように、マザー基板２０’上に第１中心電極２１及び第２中心電極２２を導電膜として形成する。これにて、各中心電極２１，２２の両端が電極１１ａ〜１１ｄ，２３ａ〜２３ｄに接続されることになる。
【００２６】
次に、図６（Ｃ）に示すように、マザー基板２０’上に永久磁石３０となるマザー基板３０’及び第２整磁部材４０となるマザー基板４０’を貼り合わせ、一点鎖線位置でこれらのマザー基板を一体的にカットする。これにて、図２に示した構成部品１を得ることができる。
【００２７】
図７に、前記構成部品１を用いた複合電子部品の一例を示す。この複合電子部品は、構成部品１を含む２ポート型アイソレータ７０とパワーアンプ７５とをプリント配線回路基板５０上に実装したものである。パワーアンプ７５の周囲にもチップタイプの必要な回路素子７６ａ〜７６ｄが実装されている。
【００２８】
なお、本発明に係る非可逆回路素子の構成部品は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００２９】
例えば、永久磁石のＮ極とＳ極を反転させれば、入力ポートと出力ポートが入れ替わる。また、整合回路の構成は任意であり、図４に示した等価回路は２ポート型アイソレータの基本的な回路構成であり、それ以外の種々の整合素子やトラップ回路を付加した回路構成も可能である。また、第１及び第２中心電極の形状、構成も任意である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例である非可逆回路素子の構成部品を示す分解斜視図である。
【図２】前記構成部品を示す斜視図である。
【図３】前記構成部品を含む２ポート型アイソレータを示す斜視図である。
【図４】前記２ポート型アイソレータの等価回路図である。
【図５】前記２ポート型アイソレータの各部品の電気的接続関係を示すブロック図である。
【図６】前記構成部品の製造工程を示す説明図である。
【図７】前記２ポート型アイソレータを含む複合電子部品を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…構成部品
１０…第１整磁部材
１１ａ〜１１ｄ…外部接続用端子電極
２０…フェライト
２１…第１中心電極
２２…第２中心電極
３０…永久磁石
４０…第２整磁部材
７０…アイソレータ
Ｃ１，Ｃ２…整合用コンデンサ
Ｒ…終端抵抗
Ｐ１…入力ポート
Ｐ２…出力ポート
Ｐ３…グランドポート
【図１】
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【図２】
2010157843.tif 000004
【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】
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