(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面と第２主面とを有し、永久磁石により直流磁界が印加される板状のフェライトと、導体板からなるアース板と、前記アース板から一体的に導出され、各先端がポート部を構成する複数の中心導体と、前記アース板から一体的に導出された複数のコンデンサ接続端子と、両主面に電極が形成され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、
前記アース板をフェライトの第２主面に当接し、また前記複数の中心導体をフェライトの側面を経てフェライトの第１主面に互いに電気的に絶縁状態でかつ交差させて配置し、前記複数の整合用コンデンサを前記複数のポート部と前記複数のコンデンサ接続端子との間にそれぞれ挟持する工程と、
前記整合用コンデンサの一方主面側の電極を前記中心導体のポート部に電気的に接続し、かつ前記整合用コンデンサの他方主面側の電極を前記コンデンサ接続端子に電気的に接続する工程と、
前記整合用コンデンサが接続された前記コンデンサ接続端子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、電極面がフェライトに対して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】
前記コンデンサ接続端子の前記整合用コンデンサが接続される部分の近傍、並びに、前記中心導体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】
前記中心導体の前記整合用コンデンサに近接する部分に、短絡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または請求項２に記載の非可逆回路素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波帯等の高周波帯域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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の携帯電話等の移動体通信機器では小型化とともに低コスト化の要求が強くなっており、これに伴って非可逆回路素子においても同様に小型化、低コスト化が強く要請されている。この小型化、低コスト化の要請に対応するものとして、本出願人は、整合用コンデンサに単板型コンデンサを用い、かつ単板型コンデンサを実装面に対して垂直となるように配置した構造いわゆるコンデンサ縦置き構造の非可逆回路素子を提案した（特願平９−２５２２０７）。
【０００３】
このアイソレータは、図１０に示すように、上ヨーク２の内面に永久磁石３を配置するとともに、該上ヨーク２に下ヨーク８を装着して磁気閉回路を形成し、下ヨーク８内の底面上に端子ケース７を配設し、該端子ケース７内に磁性組立体１５、３個の整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３、終端抵抗Ｒを配設し、永久磁石３により磁性組立体１５に直流磁界を印加するように構成されている。
【０００４】
磁性組立体１５は、フェライト５５の上面に３本の中心導体５１〜５３を電気的絶縁状態で互いに交差させて配置している。各中心導体５１〜５３の一端側のポート部Ｐ１〜Ｐ３を直角に折曲するとともに、他端側の各中心導体５１〜５３共通のアース板５４をフェライト５５の下面に当接させている。中心導体５１〜５３は、図１１の展開図で示すように、アース板５４となる中央部で連接一体化され、アース板５４から外方に延設して形成されている。アース板５４は、フェライト５５の下面を略覆っており、端子ケース７の貫通孔７ｃを通して、下ヨーク８の底壁８ｂに接続される。
【０００５】
端子ケース７には、入出力端子７１，７２及びアース端子７３がインサートモールドされ、各端子７１〜７３の一端側は端子ケース７の外部に露出し、他端側は端子ケース７の内側壁に露出している。整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３は、その電極面がフェライト５５の上下主面に対して９０度の角度をなすように、端子ケース７の内側壁に配置される。中心導体５１〜５３のポート部Ｐ１〜Ｐ３は、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３の各々のホット側電極に接続される。また、ポート部Ｐ１，Ｐ３は端子ケース７の内面に露出する入出力端子７１，７２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電極は、端子ケース７の内側壁面に露出するアース端子７３に接続される。終端抵抗Ｒの一端は整合用コンデンサＣ３のホット側電極に接続され、他端はアース端子７３に接続される。これらの電気的接続は、半田付けにより行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のアイソレータでは、磁性組立体１５を端子ケース７に組み込んだ後に、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と端子ケース７の内側壁のアース端子７３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の電極をポート部Ｐ１〜Ｐ３やアース端子７３に半田付けする必要がある。
【０００７】
しかしながら、アイソレータの小型化すなわち構成部材の小型化に伴い、サイズの小さな整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３をポート部Ｐ１〜Ｐ３と端子ケース７のアース端子７３との間の狭い隙間に挿入する作業は繁雑で手間がかかるという問題があった。また、中心導体５１〜５３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の折曲角度にバラツキがあると、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。また、磁性組立体１５の組み込み状態のバラツキによりポート部Ｐ１〜Ｐ３とアース端子７３との間隔がばらつきポート部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、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のホット側電極とコールド側電極とが短絡し、製造の歩留まりも悪くなるという問題もあった。
【０００８】
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を得ることができる非可逆回路素子の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、第１主面と第２主面とを有し、永久磁石により直流磁界が印加される板状のフェライトと、導体板からなるアース板と、前記アース板から一体的に導出され、各先端がポート部を構成する複数の中心導体と、前記アース板から一体的に導出された複数のコンデンサ接続端子と、両主面に電極が形成され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、前記アース板をフェライトの第２主面に当接し、また前記複数の中心導体をフェライトの側面を経てフェライトの第１主面に互いに電気的に絶縁状態でかつ交差させて配置し、前記複数の整合用コンデンサを前記複数のポート部と前記複数のコンデンサ接続端子との間にそれぞれ挟持する工程と、前記整合用コンデンサの一方主面側の電極を前記中心導体のポート部に電気的に接続し、かつ前記整合用コンデンサの他方主面側の電極を前記コンデンサ接続端子に電気的に接続する工程と、前記整合用コンデンサが接続された前記コンデンサ接続端子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、電極面がフェライトに対して６０度以上１２０度以下の角度となるように配置する工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、複数の中心導体をフェライトに組み付けた状態で、各中心導体とこれら中心導体に一体的に設けられたコンデンサ接続端子との間に整合用コンデンサを接続しているので、整合用コンデンサを中心導体及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。したがって、整合用コンデンサの組み付けが容易になる。
【００１１】
また、コンデンサ接続端子の整合用コンデンサが接続される部分の近傍、並びに、中心導体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、整合用コンデンサの半田付けの際に半田の流れを規制し、例えば、整合用コンデンサのホット側電極とコールド側電極とが短絡するのを防止する。
【００１２】
また、中心導体の整合用コンデンサに近接する部分に、短絡防止のための絶縁体を設けることにより、外力や組み付けのバラツキにより中心導体と整合用コンデンサが接触した場合にも短絡することがない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態に係るアイソレータの構成を図１〜図６を参照して説明する。
本実施形態のアイソレータは、図１に示すように、磁性体金属からなる箱状の上ヨーク２の内面に永久磁石３を配置するとともに、該上ヨーク２に同じく磁性体金属からなる概略コ字状の下ヨーク８を装着して磁気閉回路を形成し、下ヨーク８の底壁８ｂ上に樹脂製の端子ケース７が配設され、該端子ケース７内には中心導体組立体５、終端抵抗Ｒが配設され、中心導体組立体５に永久磁石３により直流磁界が印加されるように構成されている。このアイソレータは、端子ケース７の下面（図１における下部面）を実装面として、携帯電話等の移動体通信機器の送受信回路部を構成する実装基板に表面実装される。
【００１５】
本実施形態の中心導体５１，５２，５３は、金属導体板を打ち抜き加工して形成されており、図２の展開図で示すように、共通のアース端となるアース板５４で一体化され、アース板５４から外方に向かって導出されている。各中心導体５１〜５３の先端部にあたるポート部Ｐ１〜Ｐ３は他の部材との接続に適した形状に形成されている。さらに、アース板５４に連設してコンデンサ接続端子５４ａ，５４ｂ，５４ｃが一体的に設けられ、各コンデンサ接続端子５４ａ，５４ｂ，５４ｃはアース板５４から外方に向かって導出されている。各コンデンサ接続端子５４ａ〜５４ｃは、整合用コンデンサの接続に適した形状に形成されている。また、アース板５４はフェライト５５の下面と略同形状に形成されている。
【００１６】
上記中心導体組立体５は、図３及び図４に示すように、角板状のフェライト５５の上面（第１主面）に３本の中心導体５１〜５３を絶縁シート（図示省略）を介在させて互いに略１２０度の角度をなすように交差させて配置している。中心導体５１〜５３は、各々の先端部にあたるポート部Ｐ１〜Ｐ３を直角に折曲するとともに、他端側の各中心導体５１〜５３共通のアース板５４をフェライト５５の下面（第２主面）に当接させている。コンデンサ接続端子５４ａ〜５４ｃは中心導体５１〜５３のポート部Ｐ１〜Ｐ３と平行となるように立ち上がっている。アース板５４は、端子ケース７の貫通孔７ｃを通して、下ヨーク８の底壁８ｂに接続され、接地される。
【００１７】
整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３は、誘電体基板の両主面に電極を形成した単板型コンデンサである。整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３は、ホット側電極がポートＰ１〜Ｐ３にそれぞれ半田付けされ、コールド側電極がコンデンサ接続端子５４ａ，５４ｂ，５４ｃにそれぞれ半田付けされている。このとき、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３は、その電極面がフェライト５５の上面に対して６０度以上１２０度以下となるように配置される。本実施形態の場合は、その角度を９０度に設定している。フェライト５５の両主面は実装面に対して平行に配置されている。なお、本明細書において、「縦」は、フェライトの両主面に対して垂直な方向である。
【００１８】
整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３の組み付けは、例えば図５に示すようにして行われる。すなわち、コンデンサ接続端子５４ａ〜５４ｃのアース板５４との連設部には、コンデンサ接続端子５４ａ〜５４ｃを折り曲げることを想定して、予め屈曲部５４ｄを設け、寸法的に余裕を持たせている。そして、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３の両電極面の所定箇所に、予め半田ペーストをスクリーン印刷等の方法により形成しておく。この予備半田が施された整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３を中心導体５１〜５３のポート部Ｐ１〜Ｐ３とアース板５４のコンデンサ接続端子５４ａ〜５４ｃとの間にそれぞれ挿入する。つまり、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３は一体的に形成されたポート部Ｐ１〜Ｐ３とコンデンサ接続端子５４ａ〜５４ｃとで狭持された状態で配置される。次に、加圧治具を用いてポート部Ｐ１〜Ｐ３とコンデンサ接続端子５４ａ〜５４ｃとを加圧した状態で、リフロー炉等を用いて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、コンデンサ接続端子５４ａ〜５４ｃ及びポート部Ｐ１〜Ｐ３を折曲して、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３をその電極面がフェライト５５の上面に対して略垂直となるように配置する。このようにして、図３及び図４に示した中心導体組立体５が得られる。
【００１９】
樹脂製の端子ケース７には、入出力端子７１，７２及びアース端子７３がインサートモールドされている。入出力端子７１，７２はそれぞれ一端が端子ケース７の外側壁に露出し、他端が端子ケース７の内側壁に露出して入出力接続電極部７１ａ，７２ａを形成している。アース端子７３は、一端が端子ケース７の外側壁に露出し、他端が端子ケース７の内側壁に露出してアース接続電極部７３ａを形成している。
【００２０】
図６に示すように、端子ケース７内に、上記中心導体組立体５と終端抵抗Ｒとが収納される。中心導体５１，５２のポート部Ｐ１，Ｐ２のそれぞれは、半田付け等により入出力接続電極部７１ａ，７２ａに接続される。終端抵抗Ｒの一端はアース接続電極部７３ａに接続され、他端側は整合用コンデンサＣ３のホット側電極に接続される。
【００２１】
上記のように、本実施形態のアイソレータは、中心導体５１〜５３のポート部Ｐ１〜Ｐ３とアース板５４に一体的に設けられたコンデンサ接続端子５４ａ〜５４ｃとの間に、それぞれ整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３を組み付けたので、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３、中心導体５１〜５３及びフェライト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、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煩雑で手間のかかる作業がなくなり、アイソレータの製造が容易になる。
【００２２】
また、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３をポート部Ｐ１〜Ｐ３とコンデンサ接続端子５４ａ〜５４ｃに接続した後、ポート部Ｐ１〜Ｐ３及びコンデンサ接続端子５４ａ〜５４ｃを折曲して整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３を縦に起こしている。したがって、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（図１０参照）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る。また、ポート部Ｐ１〜Ｐ３とコンデンサ接続端子５４ａ〜５４ｃは同一金属導体板で一体的に形成されており、これらの位置関係の精度を高くすることができるので、より確実な接続が得られる。また、他の部材を用いることなく整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３を接続しているので、部品コストの増加を招くこともない。
【００２３】
さらに、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３の各々のコールド側電極はアース板５４を通して接地されるので、従来の端子ケースの内側壁に形成していたアース用の電極（図１０におけるコンデンサ接続用の電極）を省略することができ、端子ケース７の低コスト化を図ることもできる。
【００２４】
次に、本発明の第２実施形態に係る中心導体組立体５を図７及び図８に示す。本実施形態の中心導体組立体５は、第１実施形態で説明した中心導体組立体５に、半田流出防止のための絶縁体５６，５７（図７及び図８において斜線で示す）を設けたものである。絶縁体５６は、コンデンサ接続端子５４ａ〜５４ｃの整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３が接続される部分の近傍に設けられ、絶縁体５７は中心導体５１〜５３のポート部Ｐ１〜Ｐ３の近傍に設けられている。これら絶縁体５６，５７によって半田の流出が規制され、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３のホット側電極とアース板５４とが短絡したり、あるいは、ホット側電極とコールド側電極とが短絡するのを防止することができる。また、絶縁体５６，５７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。
【００２５】
さらに、本実施形態では、縦置き状態の整合用コンデンサＣ１、Ｃ２のホット側電極と中心導体５１，５２とが短絡するのを防止するために、中心導体５１，５２がホット側電極と対向する部分に絶縁体５８を設けている。
【００２６】
絶縁体５６，５７，５８としては、ソルダーレジスト、エポキシ系樹脂接着剤等を用いることができ、例えば図２の展開図で示した折曲加工前の段階で、各中心導体５１〜５３及びアース板５４の所定箇所にスクリーン印刷やディスペンサ塗布等の方法により設けられる。
【００２７】
なお、本発明は、上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、上記第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フェライト主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、２つの整合用コンデンサＣ１，Ｃ２を縦置きにし、残る１つの整合用コンデンサＣ３を横置き（コンデンサ電極面をフェライト主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１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。
【００２８】
また、上記各実施形態では、整合用コンデンサを半田付けして接続したもので説明したが、整合用コンデンサの接続を導電性接着剤により行うようにしてもよい。また、整合用コンデンサとして、積層型コンデンサを用いてもよい。また、全体の構造も上記実施形態に限るものではなく、例えばフェライトの形状は円板状のものであってもよい。また、上記実施形態では、アイソレータを例にとって説明したが、ポート部Ｐ３に終端抵抗Ｒを接続することなく、ポート部Ｐ３を第３の入出力部として構成したサーキュレータも本発明を適用することができる。
【００２９】
次に、本発明の製造方法によって製造されたアイソレータを備えた通信機装置の構成を図９に示す。この通信機装置は、送信用フィルタＴＸ及び受信用フィルタＲＸからなるデュプレクサＤＰＸのアンテナ端にアンテナＡＮＴが接続され、送信用フィルタＴＸの入力端とと送信回路との間にアイソレータＩＳＯが接続され、受信用フィルタＲＸの出力端に受信回路が接続されて構成されている。送信回路からの送信信号はアイソレータＩＳＯを経由し、デュプレクサＤＰＸの送信用フィルタＴＸを通してアンテナＡＮＴから発信される。また、アンテナＡＮＴで受信された受信信号はデュプレクサＤＰＸの受信用フィルタＲＸを通して受信回路に入力される。
【００３０】
ここに、アイソレータＩＳＯとして、第１実施形態または第２実施形態のアイソレータを使用することができる。本発明に係るアイソレータを用いることにより、安価で信頼性が高い通信機装置を実現することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る非可逆回路素子の製造方法によれば、フェライトに組み付けられた各中心導体とこれら中心導体と一体的に設けられたコンデンサ接続端子との間に整合用コンデンサを接続しているので、整合用コンデンサを中心導体及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。したがって、整合用コンデンサの組み付けが容易になり、接続の信頼性が大幅に向上するとともに、製造コストを大幅に低減することができる。
【００３２】
また、コンデンサ接続端子の整合用コンデンサが接続される部分の近傍、並びに、中心導体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、半田流れによる短絡がなくなり、より信頼性を向上することができる。また、中心導体の整合用コンデンサに近接する部分に、絶縁体を設けることにより、外力や組み付けのバラツキによる不要な短絡が防止され、より信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るアイソレータの分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る中心導体の展開図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る中心導体組立体の正面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る中心導体組立体の平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る中心導体組立体の整合用コンデンサの組み込みを説明するための図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るアイソレータの内部構造を示す平面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る中心導体組立体の正面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る中心導体組立体の平面図である。
【図９】本発明の製造方法によって製造されたアイソレータを備えた通信機装置のブロック図である。
【図１０】従来の非可逆回路素子の分解斜視図である。
【図１１】従来の中心導体の展開図である。
【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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【図１１】
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