(57)【要約】【課題】  製造工程において、フェライトの表裏面を判別する工程が不要である非可逆回路素子を提供する。【解決手段】  グランド電極を兼ねた下ヨーク１と、第１主面４Ａおよび第２主面４Ｂを有する板状のフェライト４と、第１主面４Ａに形成された第１中心電極１６と、第２主面４Ｂに形成された第２中心電極２６とを有し、第１中心電極１６と第２中心電極２６は、形状および大きさが同一であり、フェライト４は、第１主面４Ａおよび第２主面４Ｂのいずれか一方を下ヨーク１に対向させて配置され、第１中心電極１６および第２中心電極２６のいずれか一方を中心電極として使用する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
グランド電極と、
前記グランド電極上に配置された、第１主面および第２主面を有する板状のフェライトと、
前記フェライトに形成された中心電極と、
前記フェライトに直流磁界を印加する磁石と、を備えた非可逆回路素子であって、
前記中心電極は、前記第１主面に形成された第１中心電極と、前記第２主面に形成された第２中心電極とを有し、
前記第１中心電極と前記第２中心電極は、形状および大きさが同一であり、
前記フェライトは、前記第１主面および前記第２主面のいずれか一方を前記グランド電極に対向させて配置された、非可逆回路素子。
【請求項２】
下ヨークと上ヨークとを備え、
前記下ヨークが前記グランド電極を兼ねている、請求項１に記載された非可逆回路素子。
【請求項３】
前記フェライトの前記第１主面と前記第２主面との間を貫通して複数のスルーホール導体が形成され、
前記第１中心電極が複数のポート部を有し、当該ポート部がそれぞれ前記スルーホール導体を経由して前記第２主面に引き出され、
前記第２中心電極が複数のポート部を有し、当該ポート部がそれぞれ前記スルーホール導体を経由して前記第１主面に引き出された、請求項１または２に記載された非可逆回路素子。
【請求項４】
前記スルーホール導体として、前記フェライトの外周縁に沿って順番に形成された、第１スルーホール導体、第２スルーホール導体、第３スルーホール導体、第４スルーホール導体、第５スルーホール導体、第６スルーホール導体を有し、
前記第１スルーホール導体と前記第４スルーホール導体とが、前記フェライトの中心を対称点として点対称に形成され、
前記第２スルーホール導体と前記第５スルーホール導体とが、前記フェライトの中心を対称点として点対称に形成され、
前記第３スルーホール導体と前記第６スルーホール導体とが、前記フェライトの中心を対称点として点対称に形成され、
前記フェライトを、前記第１主面と前記第２主面との間で相互に表裏を返した場合に、前記第１スルーホール導体と前記第４スルーホール導体とが同じ位置に配置され、前記第２スルーホール導体と前記第３スルーホール導体とが同じ位置に配置され、前記第５スルーホール導体と前記第６スルーホール導体とが同じ位置に配置され、
前記第１中心電極が、前記ポート部として、第１ポート部と第２ポート部と第３ポート部とを有し、
前記第２中心電極が、前記ポート部として、第４ポート部と第５ポート部と第６ポート部とを有し、
前記第１ポート部が、前記第１主面において、前記第１スルーホール導体に接続され、
前記第２ポート部が、前記第１主面において、前記第３スルーホール導体に接続され、
前記第３ポート部が、前記第１主面において、前記第５スルーホール導体に接続され、
前記第４ポート部が、前記第２主面において、前記第４スルーホール導体に接続され、
前記第５ポート部が、前記第２主面において、前記第２スルーホール導体に接続され、
前記第６ポート部が、前記第２主面において、前記第６スルーホール導体に接続された、請求項３に記載された非可逆回路素子。
【請求項５】
グランド電極を用意する工程と、
第１主面および第２主面を有する板状のフェライトを用意する工程と、
前記フェライトに直流磁界を印加する磁石を用意する工程と、
前記第１主面に第１中心電極を形成する工程と、
前記第２主面に、前記第１中心電極と形状および大きさが同一である、第２中心電極を形成する工程と、
前記グランド電極上に、前記第１主面および前記第２主面のいずれか一方を対向させて前記フェライトを配置し、前記第１中心電極および前記第２中心電極のいずれか一方を前記グランド電極と電気的に接続する工程と、
前記フェライト上に、前記磁石を配置する工程と、を備えた非可逆回路素子の製造方法。
【請求項６】
前記第１主面に前記第１中心電極を形成する工程が、前記第１主面に導電性ペーストを所望の形状に塗布し、加熱して焼付けて前記第１中心電極とするものであり、
前記第２主面に第２中心電極を形成する工程が、前記第２主面に導電性ペーストを所望の形状に塗布し、加熱して焼付けて前記第２中心電極とするものである、請求項５に記載された非可逆回路素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アイソレータやサーキュレータなどの非可逆回路素子に関する。また、本発明は、本発明の非可逆回路素子を製造するのに適した、非可逆回路素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やスマートフォンなどの電子機器に、信号を伝送方向のみに通過させ、逆方向への伝送を阻止する、アイソレータやサーキュレータなどの非可逆回路素子が広く使用されている。
【０００３】
特許文献１（特開平８-８４００４号公報）に、そのような非可逆回路素子が開示されている。図７に、特許文献１に開示された非可逆回路素子１０００を示す。
【０００４】
非可逆回路素子１０００は、フェライト（フェリ磁性基板）１０１を備えている。
【０００５】
フェライト１０１の下側主面に、グランド電極（接地導体）１０２が形成されている。
【０００６】
フェライト１０１の上側主面に、中心電極（中心導体）１０３が形成されている。中心電極１０３は、３つのポート部１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃを有している。フェライト１０１の上側主面に形成された中心電極１０３の上に、磁石１０４が配置されている。磁石１０４は、フェライト１０１に直流磁界を印加する。
【０００７】
非可逆回路素子１０００は、フェライト１０１の下側主面にグランド電極１０２が形成され、フェライト１０１の上側主面に中心電極１０３が形成され、いわゆるストリップライン型の非可逆回路素子を構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８-８４００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
非可逆回路素子１０００は、フェライト１０１の一方主面（上側主面）のみに中心電極１０３が形成されており、製造工程において、フェライト１０１の表裏面を判別する工程が必要になるため、例えば形状認識用のイメージセンサが必要で、判別工程の分だけ時間がかかる等、生産性が良くないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものである。その手段として、本発明の非可逆回路素子は、グランド電極と、グランド電極上に配置された、第１主面および第２主面を有する板状のフェライトと、フェライトに形成された中心電極と、フェライトに直流磁界を印加する磁石と、を備え、中心電極は、第１主面に形成された第１中心電極と、第２主面に形成された第２中心電極とを有し、第１中心電極と第２中心電極は、形状および大きさが同一であり、フェライトは、第１主面および第２主面のいずれか一方を前記グランド電極に対向させて配置されたものとする。
【００１１】
なお、フェライトの第１主面をグランド電極に対向させて配置させた場合には、第１中心電極はグランド電極と電気的に接続されてグランド電位となり中心電極としては機能せず、第２中心電極を中心電極として使用する。逆に、フェライトの第２主面をグランド電極に対向させて配置させた場合には、第２中心電極はグランド電極と電気的に接続されてグランド電位となり中心電極としては機能せず、第１中心電極を中心電極として使用する。
【００１２】
下ヨークと上ヨークとを備え、下ヨークがグランド電極を兼ねるようにすることも好ましい。この場合には、本発明の非可逆回路素子を容易に構成することができる。
【００１３】
フェライトの第１主面と第２主面との間を貫通して複数のスルーホール導体が形成され、第１中心電極が複数のポート部を有し、当該ポート部がそれぞれスルーホール導体を経由して第２主面に引き出され、第２中心電極が複数のポート部を有し、当該ポート部がそれぞれスルーホール導体を経由して第１主面に引き出されることも好ましい。この場合には、本発明の非可逆回路素子を容易に構成することができる。
【００１４】
スルーホール導体として、フェライトの外周縁に沿って順番に形成された、第１スルーホール導体、第２スルーホール導体、第３スルーホール導体、第４スルーホール導体、第５スルーホール導体、第６スルーホール導体を有し、第１スルーホール導体と第４スルーホール導体とが、フェライトの中心を対称点として点対称に形成され、第２スルーホール導体と第５スルーホール導体とが、フェライトの中心を対称点として点対称に形成され、第３スルーホール導体と第６スルーホール導体とが、フェライトの中心を対称点として点対称に形成され、フェライトを、第１主面と第２主面との間で相互に表裏を返した場合に、第１スルーホール導体と第４スルーホール導体とが同じ位置に配置され、第２スルーホール導体と第３スルーホール導体とが同じ位置に配置され、第５スルーホール導体と第６スルーホール導体とが同じ位置に配置され、第１中心電極が、ポート部として、第１ポート部と第２ポート部と第３ポート部とを有し、第２中心電極が、ポート部として、第４ポート部と第５ポート部と第６ポート部とを有し、第１ポート部が、第１主面において、第１スルーホール導体に接続され、第２ポート部が、第１主面において、第３スルーホール導体に接続され、第３ポート部が、第１主面において、第５スルーホール導体に接続され、第４ポート部が、第２主面において、第４スルーホール導体に接続され、第５ポート部が、第２主面において、第２スルーホール導体に接続され、第６ポート部が、第２主面において、第６スルーホール導体に接続されることが好ましい。この場合には、フェライトを第１主面と第２主面との間で表裏を反すことにより、第１中心電極および第２中心電極のいずれか一方を、非可逆回路素子の中心電極として使用することができる。
【００１５】
また、本発明の非可逆回路素子の製造方法は、上述した従来の課題を解決するために、グランド電極を用意する工程と、第１主面および第２主面を有する板状のフェライトを用意する工程と、フェライトに直流磁界を印加する磁石を用意する工程と、第１主面に第１中心電極を形成する工程と、第２主面に、第１中心電極と形状および大きさが同一である、第２中心電極を形成する工程と、グランド電極上に、第１主面および第２主面のいずれか一方を対向させてフェライトを配置し、第１中心電極および第２中心電極のいずれか一方をグランド電極と電気的に接続する工程と、フェライト上に、磁石を配置する工程と、を備える。
【００１６】
なお、この場合において、第１主面に第１中心電極を形成する工程が、第１主面に導電性ペーストを所望の形状に塗布し、加熱して焼付けて第１中心電極とするものであり、第２主面に第２中心電極を形成する工程が、第２主面に導電性ペーストを所望の形状に塗布し、加熱して焼付けて第２中心電極とするものであることが好ましい。この場合には、フェライトの第１主面と第２主面の両方に中心電極が焼付け形成されるため、収縮応力がフェライトの両主面間で均衡し、フェライトが反ったり、フェライトにクラックやワレが発生したりしにくくなる。なお、第１中心電極の焼付けと第２中心電極の焼付けは、同時におこなっても良いし、別々におこなっても良い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の非可逆回路素子は、中心電極が、第１主面に形成された第１中心電極と、第２主面に形成された第２中心電極とを有し、第１中心電極と第２中心電極が、形状および大きさが同一であるため、製造工程において、フェライトの表裏面を判別する工程が不要である。そのため、本発明の非可逆回路素子は、判別用の設備を使用することなく、製造時間が短いため、先行技術と比較して生産性を向上させることができている。
【００１８】
本発明の非可逆回路素子の製造方法によれば、本発明の非可逆回路素子を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１（Ａ）は、実施形態にかかる非可逆回路素子１００の斜視図である。図１（Ｂ）は、非可逆回路素子１００の断面図である。
【図２】非可逆回路素子１００の分解斜視図である。
【図３】図３（Ａ）は、非可逆回路素子１００のフェライト４を、第１主面４Ａを上にして示した斜視図である。図３（Ｂ）は、非可逆回路素子１００のフェライト４を、第２主面４Ｂを上にして示した斜視図である。
【図４】下ヨーク用のマザー金属板１１を示す平面図である。
【図５】マザーフェライト板１４を、フェライト４の第１主面４Ａを上にして示した平面図である。
【図６】マザーフェライト板１４を、フェライト４の第２主面４Ｂを上にして示した平面図である。
【図７】特許文献１に開示された非可逆回路素子１０００の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面とともに、本発明を実施するための形態について説明する。
【００２１】
なお、実施形態は、本発明の実施の形態を例示的に示したものであり、本発明が実施形態の内容に限定されることはない。また、図面は、明細書の理解を助けるためのものであって、模式的に描画されている場合があり、描画された構成要素または構成要素間の寸法の比率が、明細書に記載されたそれらの寸法の比率と一致していない場合がある。また、明細書に記載されている構成要素が、図面において省略されている場合や、個数を省略して描画されている場合などがある。
【００２２】
［非可逆回路素子１００の構造］
図１（Ａ）、（Ｂ）、図２、図３（Ａ）、（Ｂ）に、実施形態にかかる非可逆回路素子１００を示す。ただし、図１（Ａ）は、非可逆回路素子１００の斜視図である。図１（Ｂ）は、非可逆回路素子１００の断面図であり、図１（Ａ）の一点鎖線Ｘ-Ｘ部分を示している。図２は、非可逆回路素子１００の分解斜視図である。図３（Ａ）は、非可逆回路素子１００のフェライト４を、第１主面４Ａを上にして示した平面図である。図３（Ｂ）は、非可逆回路素子１００のフェライト４を、第２主面４Ｂを上にして示した平面図である。
【００２３】
第１実施形態の非可逆回路素子１００は、サーキュレータである。ただし、本発明の非可逆回路素子は、サーキュレータには限られず、アイソレータなどであっても良い。
【００２４】
非可逆回路素子１００は、グランド電極を兼ねた下ヨーク１を備えている。非可逆回路素子１００の使用時には、下ヨーク１は、グランドに接続される。下ヨーク１の材質は任意であるが、後述する磁石７が発生させる磁束を効率的に回流させるためには、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏなどの強磁性体であることが望ましい。
【００２５】
また、下ヨーク１の表面は、高周波電流が流れるため、挿入損失を低減させるために、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔなどの高導電率材料でメッキされていることが望ましい。
【００２６】
本実施形態においては、下ヨーク１の形状を、四角形の板状とした。ただし、下ヨーク１の形状は任意であり、四角形に代えて、円形、楕円形、四角形以外の多角形などであっても良い。また、単純な板状ではなく、垂直部などを備えていても良い。
【００２７】
下ヨーク１の４つの辺のうち、３つの辺に、それぞれ切欠きが設けられ、それらの切欠きに、それぞれ絶縁体２が埋め込まれている。絶縁体２の材質は任意であるが、たとえば、樹脂を使用することができる。
【００２８】
各絶縁体２に、入出力端子３ａ、３ｂ、３ｃのいずれかが形成されている。本実施形態においては、入出力端子３ａ〜３ｃとして、絶縁体２に、ＣｕやＡｇなどを主成分とする導電性樹脂を埋め込んだ。入出力端子３ａ〜３ｃは、絶縁体２を貫通して形成されており、絶縁体２の上面、側面、下面の３つの面において外部に露出している。なお、入出力端子３ａ〜３ｃの構造は任意であり、上記に代えて、たとえば、ＣｕやＡｇなどの金属片を絶縁体２に埋め込んで、入出力端子としても良い。あるいは、絶縁体２の上面、側面、下面の３つの面にわたって、ＣｕやＡｇなどの金属膜を形成して、入出力端子としても良い。
【００２９】
非可逆回路素子１００は、フェライト４を備えている。フェライト４の組成は任意であるが、たとえば、ＮｉＺｎ系、ＭｎＺｎ系、ＹＩＧ系、ＣＶＧ系のフェライト等を使用することができる。
【００３０】
本実施形態においては、フェライト４の形状を、四角形の板状とした。フェライト４は、第１主面４Ａと第２主面４Ｂとを有している。図１（Ａ）、（Ｂ）、図２では、フェライト４の第１主面４Ａが上側、第２主面４Ｂが下側になっている。なお、フェライト４の形状は任意であり、四角形に代えて、円形、楕円形、四角形以外の多角形などであっても良い。
【００３１】
フェライト４の第１主面４Ａと第２主面４Ｂとを貫通して、第１スルーホール導体５ａ、第２スルーホール導体５ｂ、第３スルーホール導体５ｃ、第４スルーホール導体５ｄ、第５スルーホール導体５ｅ、第６スルーホール導体５ｆが形成されている。スルーホール導体の材質は任意であるが、たとえば、ＣｕやＡｇなどを使用することができる。
【００３２】
第１スルーホール導体５ａ、第２スルーホール導体５ｂ、第３スルーホール導体５ｃ、第４スルーホール導体５ｄ、第５スルーホール導体５ｅ、第６スルーホール導体５ｆは、フェライト４の外周縁に沿って、この順番に形成されている。
【００３３】
第１スルーホール導体５ａと第４スルーホール導体５ｄとが、フェライト４の中心を対称点として点対称に形成されている。第２スルーホール導体５ｂと第５スルーホール導体５ｅとが、フェライト４の中心を対称点として点対称に形成されている。第３スルーホール導体５ｃと第６スルーホール導体５ｆとが、フェライト４の中心を対称点として点対称に形成されている。
【００３４】
第１スルーホール導体５ａ、第２スルーホール導体５ｂ、第３スルーホール導体５ｃ、第４スルーホール導体５ｄ、第５スルーホール導体５ｅ、第６スルーホール導体５ｆは、フェライト４を、第１主面４Ａと第２主面４Ｂとの間で相互に表裏を返した場合に、第１スルーホール導体５ａと第４スルーホール導体５ｄとが同じ位置に配置され、第２スルーホール導体５ｂと第３スルーホール導体５ｃとが同じ位置に配置され、第５スルーホール導体５ｅと第６スルーホール導体５ｆとが同じ位置に配置されるように形成されている。
【００３５】
図２および図３（Ａ）から良く分かるように、フェライト４の第１主面４Ａに、膜状の第１中心電極１６が形成されている。第１中心電極１６の形状および大きさは任意である。
【００３６】
第１中心電極１６は、第１ポート部１６ａと、第２ポート部１６ｂと、第３ポート部１６ｃとを備えている。そして、第１ポート部１６ａが第１スルーホール導体５ａに電気的に接続され、第２ポート部１６ｂが第３スルーホール導体５ｃに電気的に接続され、第３ポート部１６ｃが第５スルーホール導体５ｅに電気的に接続されている。そして、第１ポート部１６ａが電気的に接続された第１スルーホール導体５ａ、第２ポート部１６ｂが電気的に接続された第３スルーホール導体５ｃ、第３ポート部１６ｃが電気的に接続された第５スルーホール導体５ｅが、それぞれ、第２主面４Ｂに引き出されている。
【００３７】
また、図２および図３（Ｂ）から良く分かるように、フェライト４の第２主面４Ｂに、膜状の第２中心電極２６が形成されている。第２中心電極２６は、第１中心電極１６と、形状および大きさが同じである。
【００３８】
第２中心電極２６は、第４ポート部２６ａと、第５ポート部２６ｂと、第６ポート部２６ｃとを備えている。そして、第４ポート部２６ａが第４スルーホール導体５ｄに電気的に接続され、第５ポート部２６ｂが第２スルーホール導体５ｂに電気的に接続され、第６ポート部２６ｃが第６スルーホール導体５ｆに電気的に接続されている。そして、第４ポート部２６ａが電気的に接続された第４スルーホール導体５ｄ、第５ポート部２６ｂが電気的に接続された第２スルーホール導体５ｂ、第６ポート部２６ｃが電気的に接続された第６スルーホール導体５ｆが、それぞれ、第１主面４Ａに引き出されている。
【００３９】
フェライト４を、第１主面４Ａと第２主面４Ｂとの間で相互に表裏を反すことにより、第１中心電極１６および第２中心電極２６のいずれであっても、同じように、非可逆回路素子１００の中心電極として使用することができる。
【００４０】
第１中心電極１６および第２中心電極２６の材質は任意であるが、たとえば、ＣｕやＡｇなどを使用することができる。
【００４１】
非可逆回路素子１００は、磁石７を備えている。磁石７の材質は任意であるが、たとえば、ストロンチウム系、バリウム系、ランタン系のフェライト磁石、サマリウムコバルト系、ネオジム系の希土類磁石などを使用することができる。本実施形態においては、磁石７を、四角柱とした。ただし、磁石７の形状は任意であり、四角柱に代えて、円柱、楕円柱、四角柱以外の多角柱などの形状であっても良い。
【００４２】
非可逆回路素子１００は、上ヨーク８を備えている。上ヨーク８の材質は任意であるが、磁石７が発生させる磁束を効率的に回流させるためには、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏなどの強磁性体であることが望ましい。
【００４３】
また、上ヨーク８の表面は、高周波電流が流れるため、挿入損失を低減させるために、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔなどの高導電率材料でメッキされていることが望ましい。
【００４４】
本実施形態においては、上ヨーク８は、四角形で板状の天面部８ａと、天面部８ａに対して垂直な板状の２つの垂直部８ｂ、８ｃを備えている。そして、垂直部８ｂには、第２ポート部１６ｂとの接触を避けるために切欠き８ｂｘが形成され、垂直部８ｃには、第３ポート部１６ｃとの接触を避けるために切欠き８ｃｘが形成されている。なお、上ヨーク８の形状は任意であり、種々の変更を加えることができる。
【００４５】
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、グランド電極を兼ねた下ヨーク１の上側主面に、フェライト４が、第２主面４Ｂを対向させて配置されている。
【００４６】
そして、第２中心電極２６が、グランド電極を兼ねた下ヨーク１と電気的に接続されている。この結果、第２中心電極２６は、中心電極としては機能しなくなっている。
【００４７】
また、第１スルーホール導体５ａと入出力端子３ａとが電気的に接続されている。第３スルーホール導体５ｃと入出力端子３ｂとが電気的に接続されている。第５スルーホール導体５ｅと入出力端子３ｃとが電気的に接続されている。
【００４８】
また、第２スルーホール導体５ｂ、第４スルーホール導体５ｄ、第６スルーホール導体５ｆと下ヨーク１とが、それぞれ電気的に接続されている。
【００４９】
第１中心電極１６が形成されたフェライト４の第１主面４Ａに、磁石７が接合されている。
【００５０】
磁石７を覆うように、フェライト４の第１主面４Ａに、上ヨーク８が接合されている。より具体的には、上ヨーク８の垂直部８ｂ、８ｃの底面が、フェライト４の第１主面４Ａに接合されている。また、上ヨーク８の垂直部８ｂの底面と第２スルーホール導体５ｂ、上ヨーク８の垂直部８ｃの底面と第６スルーホール導体５ｆが、それぞれ電気的に接続されている。
【００５１】
この結果、第１中心電極１６の第１ポート部１６ａが、第１スルーホール導体５ａを経由して、入出力端子３ａと電気的に接続されている。同様に、第１中心電極１６の第２ポート部１６ｂが、第３スルーホール導体５ｃを経由して、入出力端子３ｂと電気的に接続されている。第１中心電極１６の第３ポート部１６ｃが、第５スルーホール導体５ｅを経由して、入出力端子３ｃと電気的に接続されている。非可逆回路素子１００においては、第１中心電極１６が中心電極として機能する。一方、第２中心電極２６は、上述したとおり、グランド電極を兼ねた下ヨーク１と電気的に接続されているため、中心電極としては機能しない。
【００５２】
また、非可逆回路素子１００においては、上ヨーク８が、第２スルーホール導体５ｂ、第６スルーホール導体５ｆを経由して、グランド電極を兼ねた下ヨーク１と電気的に接続されている。非可逆回路素子１００は、下ヨーク１をグランドと電気的に接続することによって、上ヨーク８もグランドと電気的に接続されることになり、上ヨーク８に非可逆回路素子１００の電気シールドとしての機能を持たせることができる。なお、本実施形態においては、フェライト４に形成された第４スルーホール導体５ｄは、電気的な接続には利用されていない。
【００５３】
非可逆回路素子１００は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、上ヨーク８の垂直部８ｂ、８ｃと下ヨーク１とが、フェライト４を間に挟んで対向して配置されている。非可逆回路素子１００は、上ヨーク８と下ヨーク１とが直接には接合されていないが、フェライト４の比透磁率が１以上であるため、図１（Ｂ）に一点鎖線の矢印で示すように、上ヨーク８と下ヨーク１とで十分な磁気回路が構成される。したがって、非可逆回路素子１００は、磁石７が発生させた磁束を上ヨーク８および下ヨーク１に効率的に回流させることができ、フェライト４に対して十分な直流磁界を印加することができる。
【００５４】
本実施形態の非可逆回路素子１００においては、グランド電極を兼ねた下ヨーク１の上側主面に、フェライト４を、第２主面４Ｂを対向させて配置させた。しかしながら、フェライト４の表裏面を逆にし、下ヨーク１の上側主面に、フェライト４を、第１主面４Ａを対向させて配置させても、非可逆回路素子１００と全く同じ非可逆回路素子を構成することができる。
【００５５】
この場合には、図３（Ｂ）から分かるように、第２中心電極２６の第４ポート部２６ａが、第４スルーホール導体５ｄを経由して、入出力端子３ａと電気的に接続される。同様に、第２中心電極２６の第５ポート部２６ｂが、第２スルーホール導体５ｂを経由して、入出力端子３ｂと電気的に接続される。同様に、第２中心電極２６の第６ポート部２６ｃが、第６スルーホール導体５ｆを経由して、入出力端子３ｃと電気的に接続される。この場合には、第２中心電極２６が中心電極として機能する。一方、第１中心電極１６は、下ヨーク１と電気的に接続されてグランド電位となり、中心電極としては機能しない。
【００５６】
また、この場合においては、上ヨーク８が、第３スルーホール導体５ｃ、第５スルーホール導体５ｅを経由して、グランド電極を兼ねた下ヨーク１と電気的に接続される。
【００５７】
このように、下ヨーク１の上側主面に、フェライト４を、第１主面４Ａを対向させて配置させても、非可逆回路素子１００と全く同じ非可逆回路素子を構成することができる。したがって、非可逆回路素子１００は、製造工程において、フェライト４の表裏面を判別する工程が不要である。そのため、非可逆回路素子１００は、製造が容易であり、製造時間が短い。また、非可逆回路素子１００は、フェライト４の表裏面の判別を誤ることに起因する不良品の発生がない。さらに、非可逆回路素子１００は、フェライト４の表裏面を判別する工程が不要であるため、製造の自動化が容易である。
【００５８】
［非可逆回路素子１００の製造方法の一例］
非可逆回路素子１００は、たとえば、次の方法で製造することができる。
【００５９】
まず、図４に示す、複数の下ヨーク１をマトリックス状に含んだ下ヨーク用のマザー金属板１１を作製する。なお、図４においては、見にくくならないように、図において左上の下ヨーク１についてのみ詳細な符号を付し、その他の下ヨーク１については詳細な符号の付与を省略している。なお、本実施形態においては、マザー金属板１１に、６個×８個、合計４８個の下ヨーク１を作製しているが、マザー金属板１１に作製する下ヨーク１の個数は任意であり、増減させることができる。
【００６０】
マザー金属板１１は、平面視において長方形に作製する。
【００６１】
マザー金属板１１は、下ヨーク１の材質によって作製する。必要があれば、マザー金属板１１の表面に、予め高導電率材料をメッキしておく。
【００６２】
まず、マザー金属板１１の隣接する下ヨーク１と下ヨーク１との境界線上、または、境界線に隣接して、たとえばエッチングなどの方法により、絶縁体２を作製するための貫通孔を形成する。続いて、形成した各貫通孔に、未硬化の樹脂を充填し、続いて加熱して樹脂を硬化させて絶縁体２を形成する。
【００６３】
次に、各絶縁体２に、たとえばレーザ光を照射するなどの方法によって、入出力端子３ａ、３ｂ、３ｃを形成するための貫通孔を形成する。続いて、各貫通孔に、未硬化の導電性樹脂を充填し、加熱して導電性樹脂を硬化させて入出力端子３ａ、３ｂ、３ｃを形成する。マザー金属板１１を後の工程において個々の下ヨーク１に分割することにより、各下ヨーク１の３つの辺に、絶縁体２で絶縁された入出力端子３ａ、３ｂ、３ｃが得られる。
【００６４】
以上の工程と並行して、図５および図６に示す、複数のフェライト４をマトリックス状に含んだマザーフェライト板１４を作製する。なお、図５は、フェライト４の第１主面４Ａを上にしてマザーフェライト板１４を示している。図６は、フェライト４の第２主面４Ｂを上にしてマザーフェライト板１４を示している。なお、図５および図６においては、それぞれ、見にくくならないように、図において左上のフェライト４についてのみ詳細な符号を付し、その他のフェライト４については詳細な符号の付与を省略している。なお、本実施形態においては、マザーフェライト板１４に、６個×８個、合計４８個のフェライト４を作製しているが、マザーフェライト板１４に作製するフェライト４の個数は任意であり、増減させることができる。
【００６５】
マザーフェライト板１４は、平面視において長方形に作製する。
【００６６】
まず、所定の組成からなるフェライト粉末を、バインダー、溶剤とともに混練し、混練物を得る。続いて、混練物を、たとえばドクターブレード法などの方法によって膜状に加工し、フェライトのマザーグリーンシートを作製する。
【００６７】
次に、マザーグリーンシートに、レーザ光を照射するなどの方法によって、各フェライト４に第１スルーホール導体５ａ、第２スルーホール導体５ｂ、第３スルーホール導体５ｃ、第４スルーホール導体５ｄ、第５スルーホール導体５ｅ、第６スルーホール導体５ｆを形成するための貫通孔を形成する。続いて、形成した各貫通孔に、導電性ペーストを充填する。
【００６８】
次に、マザーグリーンシートを所定のプロファイルで焼成して、マザーフェライト板１４を得る。マザーフェライト板１４に作製された個々のフェライト４には、第１スルーホール導体５ａ、第２スルーホール導体５ｂ、第３スルーホール導体５ｃ、第４スルーホール導体５ｄ、第５スルーホール導体５ｅ、第６スルーホール導体５ｆが形成されている。
【００６９】
次に、図５に示すように、マザーフェライト板１４に作製された個々のフェライト４の第１主面４Ａに、第１中心電極１６を形成する。具体的には、各フェライト４の第１主面４Ａに、導電性ペーストを所望の形状にスクリーン印刷したうえで、加熱して焼付け、第１中心電極１６を形成する。導電性ペーストは、一般的には、金属粒子、バインダー、溶剤を混合させたものからなる。なお、スクリーン印刷に代えて、フォトリソグラフィー技術によって、各フェライト４の上側主面に導電性ペーストを所望の形状に塗布しても良い。
【００７０】
次に、図６に示すように、マザーフェライト板１４に作製された個々のフェライト４の第２主面４Ｂに、第２中心電極２６を形成する。具体的には、各フェライト４の第２主面４Ｂに、導電性ペーストを所望の形状にスクリーン印刷したうえで、加熱して焼付け、第２中心電極２６を形成する。なお、第２中心電極２６の焼付けは、第１中心電極１６の焼付けと同時におこなっても良い。
【００７１】
次に、下ヨーク用のマザー金属板１１と、マザーフェライト板１４とを接合する。本実施形態においては、グランド電極を兼ねた下ヨーク１の上側主面に、フェライト４の第２主面４Ｂを対向させて接合する。具体的には、はんだ、または、導電性接着剤によって、下ヨーク１とフェライト４の第２主面４Ｂに形成された第２中心電極２６とを接合し、かつ電気的に接続する。また、はんだ、または、導電性接着剤によって、入出力端子３ａと第１スルーホール導体５ａ、入出力端子３ｂと第３スルーホール導体５ｃ、入出力端子３ｃと第５スルーホール導体５ｅを、それぞれ接合し、かつ電気的に接続する。なお、はんだによって接合する場合は、接合する２つの部分の間にクリームはんだを塗布したうえで、加熱すれば良い。
【００７２】
次に、相互に接合されたマザー金属板およびマザーフェライト板を、相互に接合された個々の下ヨーク１およびフェライト４に分割する。
【００７３】
次に、第１中心電極１６が形成されたフェライト４の第１主面４Ａに、接着剤によって、磁石７を接合する。
【００７４】
次に、磁石７を覆うように、フェライト４の上側主面に、接着剤によって、上ヨーク８を接合する。上ヨーク８は、予め、所定の形状に加工され、必要に応じて表面に高導電率材料がメッキされている。なお、電気的な接続が必要になる、上ヨーク８の垂直部８ｂの底面と第２スルーホール導体５ｂとの間、上ヨーク８の垂直部８ｃの底面と第６スルーホール導体５ｆとの間は、それぞれ、接着剤に代えて、はんだ、または、導電性接着剤によって接合する。
【００７５】
以上により、非可逆回路素子１００が完成する。なお、以上の非可逆回路素子１００の製造方法は一例であり、他の方法によって非可逆回路素子１００を製造しても良い。
【００７６】
非可逆回路素子１００は、中心電極が、第１主面４Ａに形成された第１中心電極１６と、第２主面４Ｂに形成された第２中心電極２６とを有し、第１中心電極１６と第２中心電極２６が、形状および大きさが同一であるため、フェライト４の第１主面４Ａと第２主面４Ｂのどちら側を下ヨーク１の上側主面に対向させて配置しても、同じ非可逆回路素子を作製することができる。したがって、上記の製造方法においては、フェライト４の表裏面（第１主面４Ａか第２主面４Ｂか）を判別する工程が不要である。
【００７７】
また、上記の製造方法においては、マザー金属板１１およびマザーフェライト板１４が、それぞれ、平面視において長方形であるため、下ヨーク１とフェライト４とが、相互に９０度回転させた状態で、誤って接合されることがない。すなわち、マザー金属板１１およびマザーフェライト板１４が、それぞれ、平面視において正方形であると、下ヨーク１とフェライト４とが、相互に９０度回転させた状態で、誤って接合される虞があるが、上記の製造方法においては、マザー金属板１１およびマザーフェライト板１４を長方形とすることによって、この問題を解決している。
【００７８】
以上、実施形態にかかる非可逆回路素子１００の構造、および、非可逆回路素子１００の製造方法の一例について説明した。しかしながら、本発明が上述した内容に限定されることはなく、発明の趣旨に沿って、種々の変更をなすことができる。
【００７９】
たとえば、非可逆回路素子１００はサーキュレータであったが、これに代えて、アイソレータであっても良い。なお、アイソレータを構成するためには、第１中心電極１６の第１ポート部１６ａ、第２ポート部１６ｂ、第３ポート部１６ｃのうちの１つを、抵抗を挿入したうえでグランドに接続し、終端させれば良い。
【００８０】
また、非可逆回路素子１００の製造方法では、複数の下ヨーク１をマトリックス状に含んだマザー金属板１１と、複数のフェライト４をマトリックス状に含んだマザーフェライト板１４とを使用したが、マザー金属板１１およびマザーフェライト板１４を使用せず、個々に分割された下ヨーク１と、個々に分割されたフェライト４とを、１組ずつ接合して非可逆回路素子１００を作製しても良い。
【符号の説明】
【００８１】
１・・・下ヨーク（グランド電極を兼ねている）
２・・・絶縁体
３ａ、３ｂ、３ｃ・・・入出力端子
４・・・フェライト
４Ａ・・・第１主面
４Ｂ・・・第２主面
５ａ・・・第１スルーホール導体
５ｂ・・・第２スルーホール導体
５ｃ・・・第３スルーホール導体
５ｄ・・・第４スルーホール導体
５ｅ・・・第５スルーホール導体
５ｆ・・・第６スルーホール導体
１６・・・第１中心電極
１６ａ・・・第１ポート部
１６ｂ・・・第２ポート部
１６ｃ・・・第３ポート部
２６・・・第２中心電極
２６ａ・・・第４ポート部
２６ｂ・・・第５ポート部
２６ｃ・・・第６ポート部
７・・・磁石
８・・・上ヨーク
８ａ・・・天面部
８ｂ、８ｃ・・・垂直部
８ｂｘ、８ｃｘ・・・切欠き
１１・・・マザー金属板
１４・・・マザーフェライト板
１００・・・非可逆回路素子（サーキュレータ）
【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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