(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石と、前記永久磁石により直流磁界が印加されるフェライトと、前記フェライトの第１の主面から側面を経て第２の主面に延在する複数の中心電極と、前記フェライトの第２の主面側に配置され、複数の前記中心電極にそれぞれ電気的に接続された金属製アース板と、ホット側コンデンサ電極およびコールド側コンデンサ電極をそれぞれ両主面に設けた複数の整合用コンデンサとを備えた非可逆回路素子の製造方法であって、
前記フェライトに組み付けられた複数の前記中心電極のそれぞれのポート部と前記アース板の端部から延在したコンデンサ接続部とで前記整合用コンデンサのそれぞれを挟持した後、
前記ホット側コンデンサ電極を前記中心電極のポート部に電気的に接続し、かつ、前記コールド側コンデンサ電極を前記アース板のコンデンサ接続部に電気的に接続する工程と、
前記コンデンサ電極を電気的に接続した前記コンデンサ接続部および前記ポート部を折曲して、前記整合用コンデンサの少なくとも一つを、コンデンサ電極面がフェライトに対して６０度以上１２０度以下の角度をなすように配置する工程と、
を備えたことを特徴とする非可逆回路素子の製造方法。
【請求項２】
前記アース板のコンデンサ接続部の近傍、並びに、前記中心電極のポート部の近傍に、半田流出防止のための絶縁体を設けたことを特徴とする請求項１に記載の非可逆回路素子の製造方法。
【請求項３】
前記アース板のコンデンサ接続部の基部に予め屈曲部を設けておくことを特徴とする請求項１または請求項２記載の非可逆回路素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載された製造方法で得られた非可逆回路素子の少なくともいずれか一つを備えたことを特徴とする通信機装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非可逆回路素子の製造方法、特に、マイクロ波帯の通信機器で使用されるアイソレータやサーキュレータ等の非可逆回路素子の製造方法及び通信機装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、携帯電話等の移動通信機器に採用される集中定数型アイソレータは、信号を伝送方向にのみ通過させ、逆方向への伝送を阻止する機能を有している。また、最近の移動通信機器では、その用途からして小型、軽量化とともに、低コスト化に対する要求が強くなっており、これに伴ってアイソレータにおいても小型、軽量化および低コスト化が要請されている。
【０００３】
このような集中定数型アイソレータとしては、図１０に示すようなものが提案されている。該集中定数型アイソレータ１１は、左右の側壁１２ａと底壁１２ｂとを有する磁性体金属からなる下ヨーク１２上に、樹脂製端子ケース１３を配置するとともに、端子ケース１３内に中心電極組立体１４を収容し、磁性体金属からなる上ヨーク１５を装着している。上ヨーク１５の内面には永久磁石１６が貼着され、この永久磁石１６により中心電極組立体１４に直流磁界を印加するようになっている。
【０００４】
中心電極組立体１４は、マイクロ波フェライト２０の上面に３本の中心電極２１〜２３を電気的絶縁状態で１２０度毎に互いに交差させて配置している。これら中心電極２１〜２３は、各々の一端側のポート部Ｐ１〜Ｐ３を直角に折曲するとともに、他端側の各中心電極２１〜２３共通のシールド部２６をフェライト２０の下面に当接させている。共通シールド部２６は、フェライト２０の下面を略覆っており、端子ケース１３の窓１３ａを通して、下ヨーク１２の底壁１２ｂに接続される。
【０００５】
端子ケース１３には、入出力端子３１，３２及びアース端子３３，３４がインサートモールドされている。入出力端子３１，３２はそれぞれ、一端がケース１３の外側壁に露出し、他端がケース１３の内側壁に露出して入出力接続電極部１８ａ，１８ｂを形成している。同様に、アース端子３３，３４はそれぞれ、一端がケース１３の外側壁に露出し、残る二つの他端がケース１３の内側壁に露出してアース接続電極部１７ａ，１７ｂ及び１７ｃ，１７ｄを形成している。
【０００６】
中心電極２１〜２３のポート部Ｐ１〜Ｐ３は、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３の各々のホット側コンデンサ電極１に接続される。整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３の各々のコールド側コンデンサ電極２は、アース接続電極部１７ａ，１７ｃ，１７ｄに接続される。終端抵抗Ｒの一端は整合用コンデンサＣ３のホット側コンデンサ電極１に接続され、他端はアース接続電極部１７ｂに接続される。つまり、整合用コンデンサＣ３と終端抵抗Ｒとは、中心電極２３のポート部Ｐ３とアースとの間に電気的に並列に接続される。さらに、中心電極２１，２２のポート部Ｐ１，Ｐ２のそれぞれが、入出力接続電極部１８ａ，１８ｂに接続される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のアイソレータ１１は、各整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３を縦置きの状態でポート部Ｐ１〜Ｐ３とアース接続電極部１７ａ，１７ｃ，１７ｄとの間に挿入しなければならなかった。しかも、各整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３のコンデンサ電極１，２をポート部Ｐ１〜Ｐ３やアース接続電極部１７ａ，１７ｃ，１７ｄに半田付けする必要がある。
【０００８】
しかしながら、サイズが小さく取り扱いが煩雑な整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３を、ポートＰ１〜Ｐ３とアース接続電極部１７ａ，１７ｃ，１７ｄとの間に挿入する作業は手間がかかるという問題があった。また、中心電極２１〜２３はそのポート部Ｐ１〜Ｐ３を予め直角に折曲しておかなければならないので、ポート部Ｐ１〜Ｐ３の折曲角度にばらつきがあると、ポート部Ｐ１〜Ｐ３と整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３との半田付けが不安定になる心配があった。さらに、このときの半田付けの際に垂れた半田により、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３のホット側コンデンサ電極１とコールド側コンデンサ電極２とが短絡し、製造の歩留まりも悪いという問題もあった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、整合用コンデンサの組み付けが容易で、信頼性が高い非可逆回路素子の製造方法及び通信機装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び作用】
前記目的を達成するため、本発明に係る非可逆回路素子の製造方法は、永久磁石と、前記永久磁石により直流磁界が印加されるフェライトと、フェライトの第１の主面から側面を経て第２の主面に延在する複数の中心電極と、フェライトの第２の主面側に配置され、複数の中心電極にそれぞれ電気的に接続された金属製アース板と、ホット側コンデンサ電極およびコールド側コンデンサ電極をそれぞれ両主面に設けた複数の整合用コンデンサとを備えた非可逆回路素子の製造方法であって、
（ａ）フェライトに組み付けられた複数の中心電極のそれぞれのポート部とアース板の端部から延在したコンデンサ接続部とで整合用コンデンサのそれぞれを挟持した後、
ホット側コンデンサ電極を中心電極のポート部に電気的に接続し、かつ、コールド側コンデンサ電極をアース板のコンデンサ接続部に電気的に接続する工程と、
（ｂ）コンデンサ電極を電気的に接続したコンデンサ接続部およびポート部を折曲して、整合用コンデンサの少なくとも一つを、コンデンサ電極面がフェライトに対して６０度以上１２０度以下の角度をなすように配置する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
以上の方法により、略平板状のアース板と中心電極とで整合用コンデンサを挟み込み、この状態でアース板と中心電極と整合用コンデンサとを電気的に接続し、その後、ポート部とコンデンサ接続部を折り曲げて整合用コンデンサを縦置きにする。このため、整合用コンデンサは、中心電極、アース板およびフェライトとともに一つのユニットとして一体的に取り扱うことができるようになる。従って、整合用コンデンサの実装が容易になる。「電気的に接続」は、例えば、半田付けや導電性接着剤による接着を意味する。
【００１２】
さらに、アース板のコンデンサ接続部の近傍、並びに、中心電極のポート部の近傍に、半田流出防止のための絶縁体を設ける。この絶縁体は、整合用コンデンサの半田付けの際に半田の垂れを規制し、例えば、整合用コンデンサのホット側コンデンサ電極とコールド側コンデンサ電極とが短絡するのを防止する。
【００１３】
また、アース板のコンデンサ接続部の基部に予め屈曲部を設けておくことにより、寸法的に余裕をもってコンデンサ接続部を折り曲げることができる。
【００１４】
また、本発明に係る通信機装置は、前述の特徴を有する製造方法によって得られた非可逆回路素子を備えることにより、製造コストが安価で、信頼性の高いものとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る非可逆回路素子の製造方法及び通信機装置の実施の形態について添付の図面を参照して説明する。
【００１６】
［第１実施形態、図１〜図６］
図１は、本発明に係る非可逆回路素子の製造方法の一つの実施形態を説明するためのもので、非可逆回路素子の分解斜視図である。該非可逆回路素子４１は、図１０で説明した集中定数型アイソレータ１１に本発明を適用したものである。図１に示すように、集中定数型アイソレータ４１は、下ヨーク１２と、樹脂製端子ケース５３と、中心電極組立体５４と、永久磁石１６と、上ヨーク１５を備えている。
【００１７】
下ヨーク１２は磁性体金属からなり、左右の側壁１２ａと底壁１２ｂとを有している。この下ヨーク１２上に端子ケース５３を配置すると共に、端子ケース５３内に中心電極組立体５４を収容し、磁性体金属からなる上ヨーク１５を装着している。上ヨーク１５の下面には永久磁石１６が貼着され、この永久磁石１６により中心電極組立体５４に直流磁界を印加するようになっている。下ヨーク１２と中心電極組立体５４と上ヨーク１５とで磁路を構成している。
【００１８】
中心電極組立体５４は、図２および図３に示すように、マイクロ波フェライト２０の上面（第１の主面）に３本の中心電極２１〜２３を電気的絶縁状態で１２０度毎に互いに交差させて配置している。これら中心電極２１〜２３は、各々の一端側のポート部Ｐ１〜Ｐ３を直角に折曲するとともに、他端側の各中心電極２１〜２３共通のシールド部２６をフェライト２０の下面（第２の主面）に当接させている。共通シールド部２６は、フェライト２０の下面を略覆っている。
【００１９】
アース板４２は、フェライト２０の下面側に配置され、中心電極２１〜２３の共通シールド部２６に面接触して（必要があれば、半田や導電性接着剤等を利用して）電気的に接続されている。アース板４２の端部からは、コンデンサ接続部４２ａ，４２ｂ，４２ｃが延在し、中心電極２１〜２３のポート部Ｐ１〜Ｐ３と平行になるように立ち上がっている。アース板４２は、端子ケース５３の窓５３ａを通して、下ヨーク１２の底壁１２ｂに接続され、接地される。
【００２０】
整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３は、ホット側コンデンサ電極１がポート部Ｐ１〜Ｐ３にそれぞれ半田付けされ、コールド側コンデンサ電極２がアース板４２のコンデンサ接続部４２ａ，４２ｂ，４２ｃに半田付けされている。このとき、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３は、そのコンデンサ電極１，２の面がフェライト２０の上面に対して６０度以上１２０度以下の角度となるように配置される。本第１実施形態の場合は、その角度を９０度に設定した。整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３の各々は、誘電体基板３の両面にコンデンサ電極１，２を形成した単板型コンデンサである。
【００２１】
整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３の実装は、例えば図４に示すようにして行うことができる。すなわち、アース板４２には、コンデンサ接続部４２ａ〜４２ｃを起こすことを想定して、その基部に予め屈曲部４３を設け、寸法的に余裕をもたせている。このアース板４２のコンデンサ接続部４２ａ〜４２ｃに半田ペーストを塗布した後、その上に整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３をコールド側コンデンサ電極２を下にして載置する。
【００２２】
さらに、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３のホット側コンデンサ電極１の上に半田ペーストを塗布した後、中心電極２１〜２３を装着したフェライト２０を上から載置する。中心電極２１〜２３の共通シールド部２６はアース板４２の上面に面接触し、ポート部Ｐ１〜Ｐ３は整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３のホット側コンデンサ電極１のそれぞれに半田ペーストを介して面接触する。この状態で半田ペーストを加熱し、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３を半田付けする。次に、コンデンサ接続部４２ａ〜４２ｃ及びポート部Ｐ１〜Ｐ３を折曲して、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３をそのコンデンサ電極１，２の面がフェライト２０の上面に対して６０度以上１２０度以下の角度となるように配置する。こうして、中心電極組立体５４が得られる。
【００２３】
端子ケース５３には、入出力端子３１，３２及びアース端子３３がインサートモールドされている。入出力端子３１，３２はそれぞれ、一端がケース５３の外側壁に露出し、他端がケース５３の内側壁に露出して入出力接続電極部１８ａ，１８ｂを形成している。同様に、アース端子３３は、一端がケース５３の外側壁に露出し、他端がケース５３の内側壁に露出してアース接続電極部１７ｂを形成している。
【００２４】
図５に示すように、以上の構成からなる端子ケース５３内に、中心電極組立体５４と終端抵抗Ｒとが収容される。中心電極２１，２２のポート部Ｐ１，Ｐ２のそれぞれは、半田付け等の方法により入出力接続電極部１８ａ，１８ｂに接続される。終端抵抗Ｒの一端はアース接続電極部１７ｂに接続され、他端は整合用コンデンサＣ３のホット側コンデンサ電極１に接続される。図６に、アイソレータ４１の電気等価回路を示す。
【００２５】
以上の方法からなるアイソレータ４１の製造方法は、中心電極２１〜２３のポート部Ｐ１〜Ｐ３とアース板４２のコンデンサ接続部４２ａ〜４２ｃとの間に、それぞれ整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３を実装したので、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３、中心電極２１〜２３、アース板４２及びフェライト２０を一つのユニットとして取り扱うことができる。これにより、取り扱いの煩雑なサイズの小さい整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３を縦置きの状態で組み付けるという作業がなくなり、アイソレータ４１の製造が容易になる。
【００２６】
また、本第１実施形態は、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３を、ポート部Ｐ１〜Ｐ３とコンデンサ接続部４２ａ〜４２ｃに接続した後、ポート部Ｐ１〜Ｐ３やコンデンサ接続部４２ａ〜４２ｃを折曲して整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３を縦に起こす。従って、整合用コンデンサを接続する前に予めポート部を折曲しておかなければならない従来のアイソレータ１１（図１０参照）の製造方法と比較して、ポート部Ｐ１〜Ｐ３と整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３との半田付けが確実になり、接続信頼性が向上する。
【００２７】
さらに、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３の各々のコールド側コンデンサ電極２は、アース板４２を通して接地されるので、従来の端子ケース１３（図１０参照）に形成していたアース接続電極部１７ａ，１７ｃ，１７ｄを省略することができ、端子ケース５３の構造が簡略になり、低コスト化を図ることができる。
【００２８】
［第２実施形態、図７及び図８］
本発明に係る非可逆回路素子の製造方法のいま一つの実施形態の中心電極組立体６４を図７及び図８に示す。該中心電極組立体６４は、第１実施形態のアイソレータ４１の中心電極組立体５４において、半田流出防止のための絶縁体６５，６６（図７及び図８において斜線にて表示）を設けたものである。
【００２９】
絶縁体６５は、アース板４２のコンデンサ接続部４２ａ〜４２ｃの整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３が接続する部分の近傍に設けられている。絶縁体６６は、中心電極２１〜２３のポート部Ｐ１〜Ｐ３の近傍に設けられている。絶縁体６５，６６によって半田の流出が規制され、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３のホット側コンデンサ電極１とアース板４２とが短絡したり、あるいは、ホット側コンデンサ電極１とコールド側コンデンサ電極２とが短絡するのを防止することができる。また、絶縁体６５，６６によって半田の流出が規制されるので、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３の位置精度も向上する。
【００３０】
さらに、第２実施形態では、縦置き状態の整合用コンデンサＣ１，Ｃ２のホット側コンデンサ電極１と中心電極２１，２２とが短絡するのを防止するため、中心電極２１，２２がホット側コンデンサ電極１と対向する部分に絶縁体６７を設けている。これにより、より信頼性の高いアイソレータを得ることができる。
【００３１】
［第３実施形態、図９］
第３実施形態は、本発明に係る通信機装置として、携帯電話を例にして説明する。
【００３２】
図９は携帯電話１２０のＲＦ部分の電気回路ブロック図である。図９において、１２２はアンテナ素子、１２３はデュプレクサ、１３１は送信側アイソレータ、１３２は送信側増幅器、１３３は送信側段間用バンドパスフィルタ、１３４は送信側ミキサ、１３５は受信側増幅器、１３６は受信側段間用バンドパスフィルタ、１３７は受信側ミキサ、１３８は電圧制御発振器（ＶＣＯ）、１３９はローカル用バンドパスフィルタである。
【００３３】
ここに、送信側アイソレータ１３１として、前記第１又は第２実施形態の製造方法で得られた集中定数型アイソレータを使用することができる。これらのアイソレータを実装することにより、安価で信頼性の高い携帯電話を実現することができる。
【００３４】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の構成とすることができる。例えば、前記第１及び第２実施形態において、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３は全て縦置き（コンデンサ電極面を水平面に対して垂直に置くこと）にしているが、必ずしも全ての整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３を縦置きにする必要はなく、二つの整合用コンデンサＣ１，Ｃ２を縦置きにし、残る一つの整合用コンデンサＣ３を横置き（コンデンサ電極面を水平面に対して平行に置くこと）にしてもよい。つまり、整合用コンデンサの少なくとも一つが、コンデンサ電極面がフェライトに対して６０度以上１２０度以下の角度をなすように配置されていればよい。
【００３５】
また、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３の実装は、半田付けに代えて導電性接着剤により行うこともできる。この整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３は、積層型コンデンサであってもよい。また、本発明は、アイソレータのほかに、サーキュレータ等の他の高周波部品に採用される非可逆回路素子にも適用することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、アース板と中心電極とで整合用コンデンサを挟み込み、この状態でアース板と中心電極と整合用コンデンサとを電気的に接続し、その後、ポート部とコンデンサ接続部を折り曲げて整合用コンデンサを縦置きにする。このため、整合用コンデンサを、中心電極、アース板およびフェライトとともに一つのユニットとして取り扱うことができる。従って、取り扱いの煩雑なサイズの小さい整合用コンデンサの実装が容易になり、非可逆回路素子の整合効率が大幅に向上し、そのコストを大幅に引き下げることができる。この結果、通信機装置の低コスト化を図ることができる。
【００３７】
また、アース板のコンデンサ接続部の近傍、並びに、中心電極のポート部の近傍に、半田流出防止のための絶縁体を設けることにより、不要な短絡がなくなり、より信頼性の高い非可逆回路素子や通信機装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る非可逆回路素子の製造方法の第１実施形態を説明するための非可逆回路素子の分解斜視図。
【図２】図１の非可逆回路素子の中心電極組立体の正面図。
【図３】図２の中心電極組立体の平面図。
【図４】図２の中心電極組立体への整合用コンデンサ組み込み説明図。
【図５】図１の非可逆回路素子の内部構造を示す平面図。
【図６】図１の非可逆回路素子の電気等価回路図。
【図７】本発明に係る非可逆回路素子の製造方法の第２実施形態の中心電極組立体の正面図。
【図８】図７に示した中心電極組立体の平面図。
【図９】本発明に係る通信機装置の一実施形態を示すブロック図。
【図１０】従来の非可逆回路素子の分解斜視図。
【符号の説明】
１…ホット側コンデンサ電極
２…コールド側コンデンサ電極
１２…下ヨーク
５３…樹脂製端子ケース
５４，６４…中心電極組立体
１５…上ヨーク
１６…永久磁石
２０…フェライト
２１〜２３…中心電極
２６…共通シールド部
３１，３２…入出力端子
３３…アース端子
４１…アイソレータ
４２…アース板
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…コンデンサ接続部
６５，６６…絶縁体
Ｐ１〜Ｐ３…ポート部
Ｃ１〜Ｃ３…整合用コンデンサ
１２０…携帯電話
１３１…送信側アイソレータ
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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