(57)【要約】【課題】はんだペーストの塗布個所を削減し、製造コストが低く、信頼性の高い非可逆回路素子を提供する。【解決手段】ケース部材１とカバー部材９とは、互いに電気的に接続されるとともに、磁気的に結合されてヨークを構成する。チップコンデンサＣ１〜Ｃ３は、ケース部材１の内部に配置され、第１の端子電極Ｃ１１〜Ｃ３１が導電部１６０に電気的に接続される。磁気回転子６はケース部材１の内部に配置される。グランド部Ｇは導電部１６０に電気的に接続される。端子部６４１〜６６１は、チップコンデンサＣ１〜Ｃ３の第２の端子電極Ｃ１２〜Ｃ３２に電気的に接続される。導電部１６０、端子電極Ｃ１１〜Ｃ３２及び中心導体６４〜６６の外層の少なくとも一つにはんだ金属めっきがほどこされ、電気的に接続される部分のうち、少なくとも一個所がはんだ金属めっきによって固着されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、チップコンデンサと、磁気回転子とを含む非可逆回路素子であって、
前記ケースは、複数の部材が組み合わされて構成され、磁性金属で構成された導電部を含み、
前記複数の部材は、互いに電気的に接続されるとともに、磁気的に結合されてヨークを構成し、
前記チップコンデンサは、前記ケースの内部に配置され、一方の端子電極が前記導電部に電気的に接続されており、
前記磁気回転子は、複数の中心導体を含み、前記ケースの内部に配置されており、
前記複数の中心導体は、グランド部と、端子部とを含み、
前記グランド部は、前記導電部に電気的に接続されており、
前記端子部は、前記チップコンデンサの他方の端子電極に電気的に接続されており、
前記導電部、前記端子電極及び前記中心導体の少なくとも一つの外層にはんだ金属めっきがほどこされ、前記電気的に接続される部分のうち、少なくとも一個所が前記はんだ金属めっきによって固着されている
非可逆回路素子。
【請求項２】
請求項１に記載された非可逆回路素子であって、
前記チップコンデンサの端子電極は、平板状セラミック誘電体の両面に形成され、外層にはんだ金属めっきがほどこされてなる非可逆回路素子。
【請求項３】
請求項２に記載された非可逆回路素子であって、さらにチップ抵抗器を含み、
前記ケースは、ケース部材と、カバー部材とで構成され、その少なくとも一方の導電部の外層にはんだ金属めっきがほどこされ、
前記ケース部材は、さらに絶縁部を含み、
前記チップ抵抗器は、前記ケース部材の内部に配置され、平板状の基体と、その両端に形成された端部電極とを含み、
前記チップ抵抗器の端部電極は、外層にはんだ金属めっきがほどこされ、前記基体の一面において、一方の端部電極が前記ケース部材の導電部に配置されて電気的に接続され、他方の端部電極が前記ケース部材の絶縁部に配置されるとともに、前記基体の他面において、前記複数の中心導体の一つに電気的に接続されており、
前記電気的に接続される部分の全てが、前記はんだ金属めっきによって固着されている
非可逆回路素子。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載された非可逆回路素子であって、
前記はんだ金属めっきはすずを主成分とする非可逆回路素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アイソレータやサーキュレータ等の非可逆回路素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、アイソレータやサーキュレータ等の非可逆回路素子は、例えば携帯電話等の移動体無線機器等に使用されている。この種の非可逆回路素子は、ヨークとして機能する磁性金属ケース内に、軟磁性基体と中心導体等で構成された磁気回転子、永久磁石等の磁性部品及び整合用コンデンサさらには終端抵抗等の電気部品を収容して構成される。各収容部品間の電気的接続は、一般的にはんだペースト等を用いたリフローによるはんだ付けで接続される。
【０００３】
特許文献１は、このようなはんだ付けを用いた非可逆回路素子及びその製造方法を開示している。この先行技術文献に開示された非可逆回路素子及びその製造方法は、リフローによるはんだ付けの際の押さえ冶具を不要とし、製造時の手間の削減、生産性の向上を図ることを目的としている。
ところが、この種の非可逆回路素子は、その市場性から限りなく小型化が要求されている。現状では、その大きさは一辺が４ｍｍ以下の大きさにまとめられるようになってきている。
【０００４】
非可逆回路素子の小型化には、内部に収容される部品の小型化が要求され、電気的接続部の面積も必然的に小さくなる。このため、はんだペーストの塗布量や塗布位置のばらつきにより、部品間のショートやオープンといった不具合が発生しやすくなる。また、はんだボールの発生や、はんだだれの発生率も高くなり、これらが、製品の信頼性を低下させる一因となっている。これらの問題を解決するには、はんだペーストの塗布量や塗布位置の管理をより正確にする必要があり、このことが、非可逆回路素子の製造コストを増加させる一因となっていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−３２１５０４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、はんだペーストの塗布個所を削減し、非可逆回路素子の製造コストの低減を図ることである。
【０００７】
本発明のもう一つ課題は、ショートやオープン不良の少ない非可逆回路素子を提供することである。
【０００８】
本発明の更にもう一つ課題は、信頼性の高い非可逆回路素子を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係る非可逆回路素子は、ケースと、チップコンデンサと、磁気回転子とを含む。
【００１０】
前記ケースは、複数の部材が組み合わされて構成され、導電性を有する磁性金属で構成された導電部を含む。
【００１１】
前記複数の部材は、互いに電気的に接続されるとともに、磁気的に結合されてヨークを構成する。
【００１２】
前記チップコンデンサは、前記ケースの内部に配置され、一方の端子電極が前記導電部に電気的に接続される。
【００１３】
前記磁気回転子は、複数の中心導体を含み、前記ケースの内部に配置される。
【００１４】
前記複数の中心導体は、グランド部と、端子部とを含む。前記グランド部は、前記導電部に電気的に接続される。前記端子部は、前記チップコンデンサの他方の端子電極に電気的に接続される。
【００１５】
前記導電部、前記端子電極及び前記中心導体の少なくとも一つの外層にはんだ金属めっきがほどこされ、前記電気的に接続される部分のうち、少なくとも一個所が前記はんだ金属めっきによって固着される。
【００１６】
上述した非可逆回路素子において、電気的に接続する必要のある前記ケースの前記導電部、前記チップコンデンサの前記端子電極及び前記中心導体の少なくとも一つの外層にはんだ金属めっきがほどこされ、前記電気的に接続される部分のうち、少なくとも一個所が前記はんだ金属めっきによって固着されているので、はんだペーストの塗布個所が削減され、非可逆回路素子の製造コストの低減を図ることができる。しかも、はんだペースト及びその塗布管理に起因するショートやオープン不良を低減でき、信頼性の高い非可逆回路素子を提供することができる。
【００１７】
はんだ金属めっきは、前記チップコンデンサの端子電極にほどこすことが好ましい。前記チップコンデンサの端子電極は、その一方の端子電極が前記導電部に電気的に接続されており、他方の端子電極が前記複数の中心導体に電気的に接続されるので、前記チップコンデンサの端子電極にはんだ金属めっきをほどこすと、前記ケースの導電部との電気的接続及び前記中心導体との電気的接続の両方がはんだ金属めっきにより行える。
【００１８】
本発明はさらに一つの出力端子を抵抗器で終端したアイソレータについても開示する。
【００１９】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。但し、添付図面は、単なる例示に過ぎない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る非可逆回路素子の分解斜視図、図２は図１に図示した非可逆回路素子の斜視図、図３はケース部材の内部における、磁気回転子、チップコンデンサ、及び、チップ抵抗器の配置関係を示す図、図４はアイソレータの回路図である。
【００２１】
図示する非可逆回路素子は、ケース部材１と、第１〜第３のチップコンデンサＣ１〜Ｃ３と、磁気回転子６と、押圧部材７と、永久磁石８と、カバー部材９とを含む。カバー部材９は、ケース部材１と組み合わされてヨークを構成する。
【００２２】
図示実施例では、更に、チップ抵抗器Ｒを含みアイソレータを構成している。アイソレータは、図４に示すごとく、第１〜第３のチップコンデンサＣ１〜Ｃ３とチップ抵抗器Ｒとを含み、第１〜第３のチップコンデンサＣ１〜Ｃ３とチップ抵抗器Ｒの一端は、磁気回転子６に電気的に導通している。第１〜第３のチップコンデンサＣ１〜Ｃ３及びチップ抵抗器Ｒの他端は、ケース導電部に接続されている。第１の端子１５が入力端子を構成し、第２の端子１７が出力端子を構成する。
【００２３】
ケース部材１は、導電性を有する磁性金属材料と、電気絶縁性樹脂材料とを含んで構成される。磁性金属材料は最外層にはんだ金属めっきがほどこされている。
ケース部材１の形状は、底板１６と、側壁１００〜４００とを有し、上部が開口した箱形である。底板１６は、その内表面に、金属材料部分で形成された斜線で示す導電部１６０と、樹脂材料部分で形成された絶縁部２７を含んでいる。
【００２４】
側壁１００と３００との直交部及び側壁１００と４００との直交部には外部回路と接続するための第１、第２の外部端子１５、１７が設けられている。第１、第２の外部端子１５、１７は、側壁１００〜４００から露出するとともに、ケース部材１の内部に延在する。第１、第２の外部端子は、磁性金属材料で構成され、最外層にはんだ金属めっきがほどこされている。
【００２５】
ケース部材１の金属材料部分は、プレス加工、折り曲げ加工によって一体に形成できる。ケース部材１の樹脂材料部分はエンジニアリングプラスチック等が用いられ、インサートモールド成形によって形成できる。樹脂材料部分は、インサートモールド成形によって金属材料部分と一体化できる。金属材料のめっきはプレス加工前でも後でもよい。プレス加工後にめっきを施した場合には、破断面までめっきされるためはんだ濡れ性が向上する。
【００２６】
第１〜第３のチップコンデンサＣ１〜Ｃ３は、それぞれ同一厚さの平板状セラミック誘電体であって、その両板面に第１の端子電極Ｃ１１〜Ｃ３１及び第２の端子電極Ｃ１２〜Ｃ３２を有する。第１の端子電極Ｃ１１〜Ｃ３１及び第２の端子電極Ｃ１２〜Ｃ３２は、最外層にはんだ金属めっきがほどこされている。第１〜第３のチップコンデンサＣ１〜Ｃ３は、ケース部材１に収納され、底板１６の導電部１６０の所定の位置に配置される。
【００２７】
チップ抵抗器Ｒは、第１〜第３のチップコンデンサＣ１〜Ｃ３と略同一厚さであり、平板状基体の両端に、第１の端部電極Ｒ１及び第２の端部電極Ｒ２を有する。第１の端部電極Ｒ１及び第２の端部電極Ｒ２は、平板状基体の両端の端面、側面及び両板面に延在し、最外層にはんだ金属めっきがほどこされている。チップ抵抗器Ｒは、ケース部材１に収納され、第１の端部電極Ｒ１が底板１６の導電部１６０と対向し、第２の端部電極Ｒ２が底板１６の絶縁部２７と対向するように配置される。絶縁部２７は、底板１６におけるチップ抵抗器Ｒの第２の端部電極Ｒ２と対向する領域に形成される。
【００２８】
磁気回転子６は、導電性低面１６０の上に備えられる。磁気回転子６は、軟磁性基体６０と、第１〜第３の中心導体６４〜６６とを含む。軟磁性基体６０は、平面形状が導電性底面１６０の平面積よりも小さな略四角形状の平板であり、その厚みが、第１〜第３のチップコンデンサＣ１〜Ｃ３及びチップ抵抗器Ｒと略同一である。軟磁性基体６０は、よく知られているように、イットリウム／鉄／ガーネット（ＹＩＧ）等の軟磁性材料からなる。
【００２９】
第１〜第３の中心導体６４〜６６は、例えば銅箔をプレス等で打ち抜き形成される。第１〜第３の中心導体６４〜６６は、グランド部Ｇと、第１〜第３の端子部６４１〜６６１とをそれぞれ有する。グランド部Ｇは、各中心導体６４〜６６で共通の１枚の導電性金属板で構成しても良い。第１〜第３の中心導体６４〜６６は、グランド部Ｇが軟磁性基体６０の下面に配置されるとともに、軟磁性基体６０の側面６３１〜６３４に沿って上面６１に導かれている。第１〜第３の中心導体６４〜６６は、軟磁性基体６０の上面において、所定（例えば１２０度）の角度で交わるように配置される。第１〜第３の中心導体６４〜６６は、交差部分において、互いに電気的に絶縁される。
【００３０】
第１〜第３の中心導体６４〜６６の内、第１の中心導体６４に備えられた第１の端子部６４１が、チップ抵抗器Ｒの第２の端部電極Ｒ２に接触するとともに、第１のチップコンデンサＣ１の第２の端子電極Ｃ１２に接触して配置される。第２の中心導体６５に備えられた第２の端子部６５１は、第２のチップコンデンサＣ２の第２の端子電極Ｃ２２に接触するとともに、第１の外部端子１５に接触して配置される。第３の中心導体６６に備えられた第３の端子部６６１は、第３のチップコンデンサＣ３の第２の端子電極Ｃ３２に接触するとともに、第２の外部端子１７に接触して配置される。第１、第２の外部端子１５、１７がケース部材１の内部に延在する部分は、側壁１００と３００との直交部及び側壁１００と４００との直交部の内側に絶縁樹脂材料で形成された高段部上に設けられる。高段部は、第１、第２のチップコンデンサＣ１、Ｃ２の端子電極Ｃ１２、Ｃ２２の面と略同一の高さに形成されている。
【００３１】
押圧部材７は、空洞部７０及び枠部７１を有し、ケース部材１の内部に設けられる。枠部７１は第１〜第３の端子部６４１〜６６１に接触し、これを、第１〜第３のチップコンデンサＣ１〜Ｃ３及びチップ抵抗器Ｒの方向に押し付ける。空洞部７０は、上面及び下面において開口する。下面は磁気回転子６と向き合う。
【００３２】
押圧部材７は、主に、組立工程において、第１〜第３の端子部６４１〜６６１を、第１〜第３のチップコンデンサＣ１〜Ｃ３及びチップ抵抗器Ｒの方向に押し付ける。それによって、第１〜第３の端子部６４１〜６６１を、チップ抵抗器Ｒの第２の端部電極Ｒ２及び第１〜第３のチップコンデンサＣ１〜Ｃ３の第２の端子電極Ｃ１２〜Ｃ３２に確実に押しつけるとともに、チップ抵抗器Ｒの第１の端部電極Ｒ１、第１〜第３のチップコンデンサＣ１〜Ｃ３の端子電極Ｃ１１〜Ｃ３１及び中心導体６４〜６６のグランド部Ｇをケース部材１の導電部１６０に押しつける。押圧部材７はエンジニアリングプラスチック等の絶縁材料からなる。
【００３３】
永久磁石８は、空洞部７０の内部に設置される。永久磁石８は、その厚みが押圧部材７の厚みよりも大きくならない。永久磁石８は四角形状であって、押圧部材７の空洞部７０に設置される。永久磁石８は、下面が磁気回転子６に面する。永久磁石８は、磁気回転子６に直流磁界を印加する。
【００３４】
カバー部材９は導電性を有する磁性金属材料で構成され、永久磁石８に重なり、ケース部材１の開口を閉塞するようにケース部材１と組み合わされ、磁気的に結合してヨークを構成する。カバー部材９は、最外層にはんだ金属めっきがほどこされている。
【００３５】
上述の如く組み立てられた非可逆回路素子は、リフロー炉で加熱されることにより、ケース部材１、第１〜第３のチップコンデンサＣ１〜Ｃ３、チップ抵抗器Ｒ、カバー部材９及び第１、第２の外部端子１５、１７に設けたはんだ金属めっきが溶融する。その後はんだ金属が固化することによって、チップ抵抗器Ｒの第１の端部電極Ｒ１、第１〜第３のチップコンデンサＣ１〜Ｃ３の端子電極Ｃ１１〜Ｃ３１及び中心導体６４〜６６のグランド部Ｇはケース部材１の導電部１６０に固定され、電気的に接続される。同様に、第１〜第３の中心導体６４〜６６の端子部６４１〜６６１は、チップ抵抗器Ｒの第２の端部電極Ｒ２、第１〜第３のチップコンデンサＣ１〜Ｃ３の第２の端子電極Ｃ１２〜Ｃ３２及び第１、第２の外部端子に固定され、電気的に接続される。更に、ケース部材１とカバー部材９も同様に固定され、電気的に接続される。リフロー炉は窒素雰囲気であるほうが、外部端子１５、１７のはんだ濡れ性が向上する。
【００３６】
リフロー炉での加熱に先立ち、フラックスを用いることができる。フラックスを用いると、はんだ金属の濡れひろがりが向上し、電気的接続の信頼性が向上する。フラックスの注入は、ケース部材１に各部品を組み込む前でも後でもよい。組み込む前にフラックスを用いれば各部品を導体部１６０に配置した際、フラックスの粘性で各部品が仮固定されるので、部品の位置規制ができる。また、外部端子１５、１７にフラックスを塗布すれば、外部端子１５、１７のはんだ濡れ性を更に向上できる。
【００３７】
上述したように、本実施例に係る非可逆回路素子は、その組み立て工程において、はんだペーストの塗布工程が省略できるので、非可逆回路素子の製造コストを低減できる。また、はんだペーストの塗布量や塗布位置のばらつきに起因するショートやオープン不良が発生し得ないので、信頼性の高い非可逆回路素子を得ることができる。
【００３８】
本発明の非可逆回路素子において、ケース部材及びカバー部材を構成する磁性金属材料は鉄（ＳＰＣＣ  ｔ＝０．０８〜０．３ｍｍ）が好ましい。ケース部材及びカバー部材のめっきは、鉄の外面に下地めっきとして銅めっきをほどこした後、外層には、すずを主成分（６０％以上）とするはんだ金属めっきをほどこすのが好ましい。めっきの厚さは銅下地めっきが１〜２μｍ、すずを主成分とするはんだ金属めっきが銅を１〜５％含む場合は４〜６μｍ程度がよい。
【００３９】
チップコンデンサは、一般に誘電体セラミックに銀電極を印刷した後、順次、ニッケルめっき（厚さ０．１〜２μｍ）、銅めっき（厚さ０．１〜２μｍ）をほどこしてある。本発明では、さらに外層にはんだ金属めっきをほどこす。はんだ金属めっきはすずを主成分とし、厚さ３〜８μｍが好ましい。チップコンデンサの端子電極は、誘電体平板の両面に形成されたものに限定されない。誘電体平板の端部に形成されたものを用いる場合は必要に応じて絶縁部２７と組み合わせる。チップ抵抗器の電極にほどこすはんだ金属めっきは、すずを主成分とするのが好ましい。これら全てのはんだ金属めっきに鉛を含まない金属を用いれば非可逆回路素子の鉛フリー化を実現できる。
【００４０】
以上、実施例を参照して本発明を詳細に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、当業者であれば、その基本的技術思想および教示に基づき、種々の変形例を想到できることは自明である。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば次のような効果を得ることができる。
（ａ）はんだペーストの塗布個所が削減され、非可逆回路素子の製造コストの低減を図ることができる。
（ｂ）ショートやオープン不良の少ない非可逆回路素子を提供できる。
（ｃ）信頼性の高い非可逆回路素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る非可逆回路素子の一実施例を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示した非可逆回路素子の斜視図である。
【図３】図１に示した非可逆回路素子のケース部材の内部の配置関係を示す図である。
【図４】アイソレータの回路図である。
【図５】本発明に係る非可逆回路素子の別の実施例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１                      ケース部材
１６０                  導電部
Ｃ１〜Ｃ３              チップコンデンサ
Ｃ１１〜Ｃ３２          端子電極
Ｒ                      チップ抵抗器
Ｒ１、Ｒ２              端部電極
６                      磁気回転子
６４〜６６              中心導体
６４１〜６６１          端子部
８                      永久磁石
９                      カバー部材
Ｇ                      グランド部
【図１】
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【図２】
2004297507.tif 000004
【図３】
2004297507.tif 000005
【図４】
2004297507.tif 000006
【図５】
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