(57)【要約】  【課題】  不良率が低く、製造コストが安価で、かつ、信頼性の高い複合電子部品の製造方法、複合電子部品、通信装置および複合電子部品の製造装置を提供する。  【解決手段】  ステップＳ１〜Ｓ４で、電力増幅器とアイソレータを一体的に組み合わせて複合電子部品を構成する。その後、ステップＳ７で、複合電子部品の大信号特性（電力付加効率や隣接チャンネル漏洩電力比など）が必要値を満足するように、アイソレータの永久磁石の磁束密度を調整して、アイソレータの電気特性（入力インピーダンスなど）を調整する。【選択図】  図４
2005117500.tif 000002
【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、前記フェライトに電気的絶縁状態で交差して配置されている複数の中心電極とを有した非可逆回路素子部に、電力増幅器部を電気的に接続して一体化し、複合電子部品を構成した後、該複合電子部品が所望の電気特性を満足するように、前記非可逆回路素子部の電気特性を調整することを特徴とする複合電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記永久磁石の磁束密度を変化させることにより、前記非可逆回路素子部の電気特性を調整することを特徴とする請求項１に記載の複合電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記永久磁石に一定方向の磁界を印加して残留磁束密度が飽和するまで着磁した後、逆方向の磁界を前記永久磁石に印加して所望の残留磁束密度になるまで減少させることにより、前記永久磁石の磁束密度を変化させることを特徴とする請求項２に記載の複合電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記複合電子部品の所望の電気特性の項目として、少なくとも電力付加効率、出力波歪率および消費電流値のいずれか一つが含まれていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の複合電子部品の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載された複合電子部品の製造方法で製造された複合電子部品。
【請求項６】
請求項５に記載の複合電子部品を備えたことを特徴とする通信装置。
【請求項７】
非可逆回路素子部に電力増幅器部を電気的に接続して一体化した複合電子部品の少なくとも消費電流値および出力波歪率のいずれか一つを測定する計測器と、前記複合電子部品が所望の電気特性を満足するように、前記計測器の測定結果に基づいて、前記非可逆回路素子部の電気特性の調整量を決定する演算部と、前記演算部からの指示により、前記非可逆回路素子部の電気特性を調整する調整器とを備えたことを特徴とする複合電子部品の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合電子部品、特に、マイクロ波帯で使用される非可逆回路素子と電力増幅器をモジュール化した複合電子部品およびその製造方法、並びに、通信装置、複合電子部品の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信機、特に、振幅変調成分を含むＱＰＳＫなどの送信回路部や、高信頼性や高効率が要求される送信回路部では、送信信号は電力増幅器で増幅された後、アイソレータとアンテナ切換装置（又はアンテナ共用器）などを経てアンテナに送られる。アイソレータを経由しないと、アンテナやアンテナ切換装置などからの反射が電力増幅器に戻り、電力増幅器から見た負荷インピーダンスを変化させてしまうからである。負荷インピーダンスの変化は、送信信号の波形歪みを大きくしたり、電力増幅器の消費電流を増加させたり、電力増幅器の動作を不安定にして発振させたりするという不具合を招く。
【０００３】
そのため、アイソレータと電力増幅器を組み合わせた複合電子部品が従来より製造されている（例えば特許文献１参照）。ここに、従来の複合電子部品は、図１７に示す製造フローチャートに従って製造されていた。すなわち、ステップＳ１〜Ｓ３並びにステップＳ６，Ｓ７に示すように、電力増幅器とアイソレータをそれぞれ独立して組み立てた後、電力増幅器はステップＳ４，Ｓ５でバイアス調整および大信号特性選別が行われ、アイソレータはステップＳ８，Ｓ１０で永久磁石の磁力調整および電気特性選別が行われる。この後、ステップＳ１１で電力増幅器とアイソレータが同一基板上に実装されて一体化され、複合電子部品とされる。
【０００４】
なお、アイソレータ単体で永久磁石の磁力調整を行うことは、特許文献２に記載されているように周知である。
【特許文献１】特開２００２−２９０１７０号公報
【特許文献２】特開２００２−３３０００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、線形電力増幅器、特に携帯電話などの移動通信装置用の電力付加効率の高い電力増幅器は、出力端から見た負荷インピーダンスが一定の範囲に入っていないと、以下の不具合が起きる。
【０００６】
（１）電源電流が多く流れて電力付加効率が劣化し、移動通信装置の電池持続時間が少ない。
【０００７】
（２）電力増幅器の線形性（入出力波形の相似性）が劣化し、出力波形の歪み成分が増加して、通信の誤り率が増える。このため、通信速度が低下したり、近くの移動通信装置の通信に悪影響を与える。
【０００８】
ここで、電力増幅器の後段にアイソレータを接続している場合、前述の電力増幅器の出力端から見た負荷インピーダンスは、アイソレータの入力インピーダンスが相当する。アイソレータの入力インピーダンスは、図１７のステップＳ８の永久磁石の磁力調整で調整され、ステップＳ１０の電気特性選別で選別されるが、製造上ある程度のばらつきが発生する。一方、電力増幅器は図１７のステップＳ４やＳ５でバイアス調整や大信号特性選別が行われるが、最適負荷インピーダンス値（その負荷インピーダンス範囲で電力増幅器が高効率、低出力歪率を実現できる）も電力増幅器毎にばらつく。従って、ステップＳ１１でアイソレータと電力増幅器を組み合わせたときに、電流規格や歪み規格を満足しないものが生じることがある。
【０００９】
そこで、このような不具合を防止しようとすると、ステップＳ５やＳ１０において電力増幅器やアイソレータの電気特性を厳しく規定して選別する必要がある。これにより、ステップＳ４やＳ８での調整時間が増えたり、ステップＳ５やＳ１０での不良率が増加したりして製造コストが高価になる。
【００１０】
また、従来の複合電子部品の製造方法は、電力増幅器やアイソレータをそれぞれ別々に組立、調整、選別した後、両者を組み合わせて再び調整、選別する。このため、例えばステップＳ５とＳ１３の大信号特性選別のように重複する工程があり、製造工程が複雑で無駄が多いという問題もある。
【００１１】
さらに、複合電子部品を製造する際には、ステップＳ３，Ｓ７，Ｓ１２に示すように、はんだや熱硬化性導電接着剤が用いられる。そして、これらのはんだや熱硬化性導電接着剤をリフロ−や硬化させる際に、製品を加熱することになる。ところが、電力増幅器に用いられている半導体部品は、加熱が繰り返されるほど、また、加熱時間が長くなるほど、信頼性が劣化していく。また、アイソレータの内部電極も、ステップＳ７，Ｓ１２の加熱により表面の酸化が進んで電気特性（特に挿入損失特性）が劣化する。また、ステップＳ３やＳ７で電力増幅器やアイソレータの組立の際に用いたはんだは、ステップＳ１２のリフロー熱にさらされるため、はんだの酸化が進行して接続信頼性が低下する。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、不良率が低く、製造コストが安価で、かつ、信頼性の高い複合電子部品の製造方法、複合電子部品、通信装置および複合電子部品の製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するため、本発明に係る複合電子部品の製造方法は、永久磁石と、永久磁石により直流磁界が印加されるフェライトと、フェライトに電気的絶縁状態で交差して配置されている複数の中心電極とを有した非可逆回路素子部に、電力増幅器部を電気的に接続して一体化し、複合電子部品を構成した後、該複合電子部品が所望の電気特性を満足するように、非可逆回路素子部の電気特性を調整することを特徴とする。
【００１４】
以上の方法によれば、例えば非可逆回路素子部の入力インピーダンスを単に予め規定されたインピーダンスに合わせるのではなく、非可逆回路素子部と電力増幅器部を組み合わせて複合電子部品を構成した後、複合電子部品の大信号特性が必要値を満たすように非可逆回路素子部の入力インピーダンスを調整する。これにより、電力増幅器部の最適負荷インピーダンス値がばらついても、非可逆回路素子部の入力インピーダンスを電力増幅器部の最適負荷インピーダンス値に合わせることができる。
【００１５】
非可逆回路素子部の電気特性の調整は、例えば永久磁石の磁束密度を変化させることにより行われる。そして、永久磁石の磁束密度の変化は、例えば永久磁石に一定方向の磁界を印加して残留磁束密度が飽和するまで着磁した後、逆方向の磁界を永久磁石に印加して所望の残留磁束密度になるまで減少させることにより行われる。複合電子部品の所望の電気特性の項目として、少なくとも電力付加効率、出力波歪率および消費電流値のいずれか一つが含まれている。
【００１６】
また、本発明に係る複合電子部品は、前述の特徴を有する製造方法で製造されたものであり、本発明に係る通信装置は、前述の特徴を有する製造方法で製造された複合電子部品を備えたものである。
【００１７】
さらに、本発明に係る複合電子部品の製造装置は、非可逆回路素子部に電力増幅器部を電気的に接続して一体化した複合電子部品の少なくとも消費電流値および出力波歪率のいずれか一つを測定する計測器と、複合電子部品が所望の電気特性を満足するように、計測器の測定結果に基づいて非可逆回路素子部の電気特性の調整量を決定する演算部と、演算部からの指示により、非可逆回路素子部の電気特性を調整する調整器とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、非可逆回路素子部と電力増幅器部を接続して一体化して複合電子部品を構成した後、この複合電子部品の電力付加効率や出力波歪率や消費電流値などの電気特性を測定しながら、非可逆回路素子部の電気特性を調整するようにしたので、不良発生が減少し、歩留まりを向上させることができる。また、電力増幅器や非可逆回路素子を予め厳しい規格で選別する作業が不要となり、製造コストの低減や製造工程の削減が可能となる。しかも、完成品の電気特性が従来品より良くなり、ばらつきも少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る複合電子部品の製造方法、複合電子部品、通信装置および複合電子部品の製造装置の実施例について添付の図面を参照して説明する。
【実施例】
【００２０】
［第１実施例、図１〜図９］
図１は、アイソレータ１と電力増幅器３０にて構成された複合電子部品５０の分解斜視図である。図２は誘電体多層基板６の分解斜視図、図３は複合電子部品５０の電気回路図である。
【００２１】
アイソレータ１は３ポート集中定数型アイソレータであり、概略、金属製下側ケース４と、誘電体多層基板６と、中心電極組立体１３と、金属製上側ケース８と、永久磁石９と、終端抵抗Ｒ１と、整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３を備えている。
【００２２】
金属製下側ケース４および金属製上側ケース８は磁気回路を形成するため、例えば軟鉄などの強磁性体からなる材料で形成されている。その表面にはＡｇやＣｕをめっきして、挿入損失特性の改善を図っている。
【００２３】
誘電体多層基板６は例えば以下のようにして作製される。すなわち、誘電体多層基板６は、図２に示すように、電極Ｐ１〜Ｐ３，７１〜７３，８１〜８５，８８，８９とコイル導体Ｌ１７，Ｌ１８とビアホール７５等が設けられている誘電体シート６１〜６３と、金属ケース接続用アース電極８５とビアホール８６とを備えている。ただし、図２に示されている誘電体多層基板６には、コイル導体Ｌ１７，Ｌ１８やコンデンサＣ２３、並びに、アイソレータ１の構成要素である整合用コンデンサＣ１〜Ｃ３や終端抵抗Ｒ１などしか表示されていない。電力増幅器３０の構成要素であるチップ部品間を接続している導体パターンやビアホールは省略されている。
【００２４】
誘電体シート６１〜６３はアルミナ、アルミナ粉とガラス粉の混合材（低温焼結誘電体材料）などからなる。さらに、誘電体多層基板６の焼成条件（特に焼成温度１０００℃以下）では焼成せず、誘電体多層基板６の基板平面方向（Ｘ−Ｙ方向）の焼成収縮を抑制する収縮抑制シート６７を作製する。この収縮抑制シート６７の材料は、アルミナ粉末およ
び安定化ジルコニア粉末の混合材料である。
【００２５】
電極Ｐ１〜Ｐ３，７１〜７３，８１〜８５，８８，８９やコイル導体Ｌ１７，Ｌ１８は、パターン印刷等の方法によりシート６１〜６３，６７に形成されている。電極Ｐ１〜Ｐ３等の材料としては、抵抗率が低く、誘電体シート６１〜６３と同時焼成可能なＡｇ，Ｃｕ，Ａｇ−Ｐｄなどが用いられる。
【００２６】
終端抵抗Ｒ１は、パターン印刷等の方法により誘電体シート６２の表面に形成されている。終端抵抗Ｒ１の材料としては、サーメット、ルテニウムなどが使用される。
【００２７】
ビアホール７５，８６は、シート６１〜６３，６７にレーザ加工やパンチング加工などにより、予めビアホール用孔を形成した後、そのビアホール用孔に導電ペーストを充填することにより形成される。一般に、導電ペーストの材料としては、電極Ｐ１〜Ｐ３と同一の電極材料（Ａｇ，Ｃｕ，Ａｇ−Ｐｄなど）が用いられる。
【００２８】
コンデンサ電極８１，８２，８３はそれぞれ、誘電体シート６２を間に挟んで共通電極８４に対向して整合用コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３を構成する。また、コンデンサ電極８８は誘電体シート６２を間に挟んでコンデンサ電極８９に対向してコンデンサＣ２３を構成する。これらコンデンサＣ１〜Ｃ３，Ｃ２３や終端抵抗Ｒ１は、電極Ｐ１〜Ｐ３，７１〜７３や信号用ビアホール７５とともに、誘電体多層基板６の内部に電気回路を構成する。
【００２９】
以上の誘電体シート６１〜６３は積層され、さらに、その上下に収縮抑制シート６７が積層された後、焼成される。シート６７の縁部に形成されたビアホール８６は、積層、焼成されることにより、シート６７の積み重ね方向に連接されてそれぞれ一体的になり、誘電体多層基板６の底面に配設される外部接続用端子電極８６となる。これにより、焼結体が得られ、その後、超音波洗浄法や湿式ホーニング法によって、未焼結の収縮抑制材料を除去し、図１に示すような誘電体多層基板６とする。誘電体多層基板６の底面には、端子電極８６が突出して配設されている。
【００３０】
中心電極組立体１３は、矩形板状のマイクロ波フェライト２０の上面に３組の中心電極２１〜２３を、絶縁層（図示せず）を介在させて略１２０度ごとに交差するように配置している。
【００３１】
図３に示すように、アイソレータ１は、中心電極２１のホットエンドがアイソレータ１の入力端４６に電気的に接続し、中心電極２２のホットエンドが出力端子４７に電気的に接続している。中心電極２１，２２，２３のコールドエンドはアースに電気的に接続されている。
【００３２】
中心電極２３のホットエンドとアースとの間には、整合用コンデンサＣ３と終端抵抗Ｒ１の並列回路が電気的に接続している。中心電極２１，２２のホットエンドとアースとの間には、それぞれ整合用コンデンサＣ１，Ｃ２が電気的に接続している。
【００３３】
一方、電力増幅器３０は、図３に示すように、増幅素子である電界効果型トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を２段接続したものである。初段トランジスタＴｒ１は段間整合回路３２を介して終段トランジスタＴｒ２に電気的に接続している。初段トランジスタＴｒ１のソースには、抵抗Ｒ１３とコンデンサＣ１３からなるバイアス回路が電気的に接続している。終段トランジスタＴｒ２のソースはアースに電気的に接続している。
【００３４】
段間整合回路３２は、初段トランジスタＴｒ１のドレインと終段トランジスタＴｒ２のゲートの間に電気的に直列に接続されたインダクタＬ１４およびコンデンサＣ１５と、初段トランジスタＴｒ１のドレインとアースの間に電気的に接続されたインダクタＬ１３およびコンデンサＣ１４と、終段トランジスタＴｒ２のゲートとアースの間に電気的に接続されたインダクタＬ１５およびコンデンサＣ１６と、分圧抵抗Ｒ１４，Ｒ１５とで構成されている。符号４３は初段トランジスタＴｒ１のドレイン電源端子であり、符号４４は終段トランジスタＴｒ２のゲートバイアス電源端子である。
【００３５】
初段トランジスタＴｒ１は入力整合回路３１を介して入力端子４１に電気的に接続している。入力整合回路３１は、初段トランジスタＴｒ１のゲートと入力端子４１の間に電気的に直列に接続されたインダクタＬ１２およびコンデンサＣ１１と、インダクタＬ１２とコンデンサＣ１１の接続点に電気的に接続されたインダクタＬ１１およびコンデンサＣ１２と、分圧抵抗Ｒ１１，Ｒ１２とで構成されている。符号４２は初段トランジスタＴｒ１のゲートバイアス電源端子である。
【００３６】
終段トランジスタＴｒ２は、出力整合回路３３およびローパスフィルタ３４を介して、アイソレータ１の入力端４６に電気的に接続している。出力整合回路３３は、終段トランジスタＴｒ２のドレインと電力増幅器３０の出力端Ａとの間に電気的に直列に接続されたインダクタＬ１８およびコンデンサＣ２２と、終段トランジスタＴｒ２のドレインとアースとの間に電気的に接続されたインダクタＬ１７およびＲＦバイパスコンデンサＣ１０と、インダクタＬ１８とコンデンサＣ２２の接続点とアースとの間に電気的に接続されたコンデンサＣ２３とで構成されている。符号４８は終段トランジスタＴｒ２のドレイン電源端子である。
【００３７】
ローパスフィルタ３４は、電力増幅器３０の出力端Ａとアイソレータ１の入力端４６との間に電気的に直列に接続されたインダクタＬ１６と、インダクタＬ１６に対してシャント接続されたコンデンサＣ１７，Ｃ１８とで構成されている。
【００３８】
本第１実施例の場合、コンデンサＣ１１〜Ｃ１７，Ｃ２２、インダクタＬ１１〜Ｌ１６、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１５およびトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２はチップ型電子部品とされ、誘電体多層基板６上に実装されている。ただし、コンデンサＣ１８，Ｃ２３およびインダクタＬ１７，Ｌ１８は誘電体多層基板６に内蔵されている。
【００３９】
以上の構成からなる複合電子部品５０は、アイソレータ１経由で電力増幅器３０に電源電流が供給され、正常に動作する。
【００４０】
次に、複合電子部品５０の製造方法を図４に示す製造フローチャートを参照して説明する。
【００４１】
まず、ステップＳ１で、熱伝導性接着剤を塗布した誘電体多層基板６に、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を内蔵した半導体チップ部品を実装し、オーブンで熱伝導性接着剤を硬化させる。この後、半導体チップ部品のボンディング・パッドと誘電体多層基板６のボンディング・パッドをワイヤー・ボンディングで接続する。その上から必要に応じて、半導体チップ部品を保護する封止樹脂で半導体チップ部品実装部分を覆って硬化させる。
【００４２】
次に、ステップＳ２で、誘電体多層基板６のはんだ付け用パッドに、はんだペーストを印刷などの方法で塗布した後、電力増幅器３０とローパスフィルタ３４のチップ部品（受動部品）であるコンデンサＣ１１〜Ｃ１７，Ｃ２２、インダクタＬ１１〜Ｌ１６および抵抗Ｒ１１〜Ｒ１５を実装する。
【００４３】
さらに、ステップＳ３で、アイソレータ１の金属製下側ケース４を、誘電体多層基板６の下面に設けたグランド電極８５にはんだペーストを介して接合する。永久磁石９は金属製上側ケース８の天井に配置される。誘電体多層基板６上には、チップ型バイパス用コンデンサＣ１０と中心電極組立体１３がはんだペーストを介して実装される。
【００４４】
そして、金属製下側ケース４の側部４ｂと金属製上側ケース８の側部８ｂをはんだペースト等で接合することにより金属ケースを形成する。この金属ケースは、電磁シールド、アース端子およびヨークとしても機能する。また、永久磁石９はフェライト２０に直流磁界を印加する。
【００４５】
ステップ４で、はんだペーストをリフローはんだ付けする。必要に応じて、ステップＳ５で電力増幅器３０のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のそれぞれのバイアス電流の調整をする。本第１実施例では、誘電体多層基板６に実装された分圧抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１４，Ｒ１５として、レーザトリマブル抵抗を使用している。そして、金属製上側ケース８に設けた開口部８ａを通して、レーザビームを分圧抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１４，Ｒ１５に照射してレーザトリミングし、バイアス電流の調整をする。
【００４６】
さらに、必要に応じて、ステップＳ６で、アイソレータ１の永久磁石９のバイアス磁界を予め調整して、アイソレータ１の電気特性（入力インピーダンス）をある程度調整する。これは、不適切な入力インピーダンスをもつアイソレータ１が電力増幅器３０に繋がっていると、後工程のステップＳ７で電力増幅器３０が不安定な動作（例えば発振動作）をするからである。このとき、予め決められた基準を電気特性が満足しないアイソレータ１を不合格品として排除してもよい。
【００４７】
次に、ステップＳ７で、図５に示す製造装置１００を使用して、複合電子部品５０の電力増幅器として大信号特性を測定しながら、その測定値が所望の値になるように、アイソレータ１の電気特性（本第１実施例では入力インピーダンス）を調整する。より具体的には、永久磁石９のバイアス磁界（磁束密度）を調整する。永久磁石９の磁束密度を変化させて調整する方法は、外部から磁界を印加する電気的な方法であり、組立済みの複合電子部品５０を開蓋する必要がない。その結果、短時間、低工数、高信頼に調整できる。アイソレータ内部の整合用コンデンサをレーザーやダイアモンド・リュータのような工具でトリミングするような方法は、飛散物の発生があるなど、組立済み複合電子部品の信頼性に悪影響を与えるおそれがあり、工数も増加するのでコスト的に不利である。
【００４８】
製造装置１００は、制御用電子計算機１０１と、電力増幅器用電源および電流電圧計測器１０２と、電力増幅器用大信号高周波計測器１０３と、充放電制御回路およびコンデンサ１０４と、磁界調整用電源装置１０５と、磁界調整用コイル１０６と、測定用治具１０７とを備えている。複合電子部品５０は測定用治具１０７にセットされる。
【００４９】
電力増幅器の大信号特性の測定項目としては、電力増幅器の効率（特に、電力付加効率）または出力波歪率が好ましい。なぜなら、電力増幅器の大信号特性のうち、負荷インピーダンスの微小な変化の影響をもっとも受けるのが、電力付加効率および出力波歪率だからである。これに対して、大信号特性のうちでも、高調波電力比、大信号時利得、入力ＶＳＷＲ、出力ＶＳＷＲ、ゲート電流（増幅素子がＦＥＴの場合）、ベース電流（増幅素子がトランジスタの場合）、安定性（耐発振性）は、相対的に負荷インピーダンスの微小な変化の影響は小さい。従って、電力増幅器３０の負荷インピーダンス（＝アイソレータ１の入力インピーダンス）の調整をする際の指標（パラメータ）とすべき最も重要な測定項目は、電力付加効率および出力波歪率である。
【００５０】
電力付加効率は直接に測定することはできないので、複合電子部品５０の入力電力、出力電力および消費電力を測定して算出する。消費電力は、一般には電圧を一定にして、消費電流値を測定する。電力付加効率は一般に定格出力電力時の規格となっている。従って、電力増幅器用大信号高周波計測器１０３で得られたデータに基づいて、複合電子部品５０の出力電力が定格値になるように複合電子部品５０への入力電力値を調整した後、電力増幅器用電源および電流電圧計測器１０２で電源電流を測定して電力付加効率を算出して規格値以上に達しているかを確認する。しかし、複合電子部品５０の電力利得が各製品間で安定度が高い（一定な）場合、なおかつ、電力付加効率の出力電力値依存度が極端に大きくない場合は、複合電子部品５０に入力する電力を一定とすることで、複合電子部品５０の出力電力値を略定格出力電力と見なして電力付加効率を測定することができる。
【００５１】
また、出力波歪率の測定項目としては、複合電子部品５０の用途ごとに必要な項目を選ぶ。代表例としては、隣接チャンネル漏洩電力（ＡＣＰ）または隣接チャンネル漏洩電力比（ＡＣＰＲ）、変調精度、高調波（２倍波、３倍波、４倍波、５倍波）電力または高調波電力比などがある。例えば、ＰＳＫ、ＱＰＳＫを変調方式または１次変調とする通信装置の場合は、隣接チャンネル漏洩電力比が用いられる。そこで、これらの変調方式用途で用いられる複合電子部品５０の調整の際は、隣接チャンネル漏洩電力比と電力付加効率の測定値に基づいてアイソレータ１の永久磁石９の磁束密度を調整するのがよい。
【００５２】
また、ＯＦＤＭを変調方式または１次変調とする通信装置の場合は、変調精度が用いられる。そこで、これらの変調方式用途で用いられる複合電子部品５０の調整の際は、変調精度と電力付加効率の測定値に基づいてアイソレータ１を調整するのがよい。
【００５３】
また、高調波周波数においても、アイソレータ１の入力インピーダンスは永久磁石９の磁束密度の調整でわずかながら変化させられる。電力増幅器３０で発生する高調波電力は、高調波周波数でのアイソレータ１と整合が取れているほど大きくなるという相関がある。そこで、出力波歪率の測定項目として高調波電力比を選ぶことにより、高調波電力比を測定しながらアイソレータ１の永久磁石９の磁束密度を調整をすることで、複合電子部品５０で発生する高調波電力を最小にすることができる。
【００５４】
また、アイソレータ１の永久磁石９のバイアス磁界を調整する方法としては、例えば以下の二つの方法がある。第１の方法は、制御用電子計算器１０１から磁界調整用電源装置１０５並びに充放電制御回路およびコンデンサ１０４への指示により、磁界調整用コイル１０６にて直流磁界を発生させる。そして、この直流磁界をアイソレータ１に印加し、該印加磁界の強さを必要に応じて高めては取り除き、その際に永久磁石９に残る残留磁束密度を上げていく方法である。
【００５５】
第２の方法は、磁界調整用コイル１０６にて十分に強い直流磁界を発生させる。そして、この十分に強い直流磁界をアイソレータ１に印加して取り除き、永久磁石９に残る残留磁束密度を必要な値より十分高い値（一般には飽和する程度まで）にまでいったん高くさせる。その後、磁界調整コイル１０６に先ほどとは逆方向の直流磁界を発生させ、この逆方向の直流磁界をアイソレータ１に印加し、該印加磁界の強さを必要に応じて高めては取り除き、その際に永久磁石９に残る残留磁束密度を下げていく方法である。
【００５６】
第２の方法によれば、永久磁石９内の不安定な磁化要素（微小磁石）から順に磁化を失うので、調整後の磁束密度の安定化が図られ、信頼性の高い複合電子部品５０を提供できる。加えて、調整時に複合電子部品５０に印加させる磁界が、永久磁石９の磁束密度を低下させる程度の比較的弱い（１０００〜３０００エルステッド）程度でよく、永久磁石９を着磁させる８０００〜２００００エルステッド程度の強力なものではない。従って、調整時に用いる電力増幅器用大信号高周波計測器１０３（磁界で測定周波数を制御する発振器が計測器１０３内部に用いられている）の近傍で強力な磁界を発生させないですむので、測定精度の劣化や、起こりうる計測器１０３の故障を防止することができる。
【００５７】
上記２種類の方法のいずれかにおいても、また正逆各方向においても、印加する磁界は、パルス状（ピーク値の９０％以上の磁界を発生している時間が例えば３秒以下であるような短時間で瞬間的な）磁界であってもよい。その場合、電流容量が比較的小さい電源装置から充放電電流規格の大きなコンデンサに充電し、このコンデンサから励磁コイルに放電するとよい。これにより、安価な小容量の電源装置が使え、また消費する電力も小さくなる。また励磁コイルの発熱量もより小さくできる。
【００５８】
より詳細にアイソレータ１の永久磁石９の磁束密度の調整について説明する。図６は、アイソレータ１の永久磁石９の磁束密度を１１００ガウス、１１５０ガウス、１２００ガウス、１２５０ガウスおよび１３００ガウスにしたときの、それぞれのアイソレータ１の入力インピーダンス軌跡を示すスミスチャートである。図６において、各軌跡の上端が使用帯域上端の周波数での入力インピーダンスに相当し、各軌跡の下端が使用帯域下端の周波数での入力インピーダンスに相当する。この入力インピーダンス特性は、電力増幅器３０の出力端（図３のＡ点に相当する）におけるものである。永久磁石９の磁束密度を弱めるにつれて、アイソレータ１の入力インピーダンスの実部は大きくなる。
【００５９】
一方、図７は、電力増幅器３０の出力電力を３０ｄＢｍに保った状態での、負荷インピーダンス−消費電流Ｉｄ相関図（点線にて表示）と負荷インピーダンス−隣接チャンネル漏洩電力比（ＡＣＰＲ）相関図（一点鎖線にて表示）を併せて記載したもの（以下、負荷特性図と称する）である。つまり、この負荷特性図は、電力増幅器３０の出力端（図３のＡ点に相当する）におけるものである。図７は、使用帯域内の中心周波数付近での測定結果であるが、使用帯域上下端の周波数においても大きな違いはない。
【００６０】
ここで、仮に初期調整によって、アイソレータ１の永久磁石９の磁束密度を１３００ガウスに設定したときに、電力増幅器３０の出力端の負荷特性が図８に示すような状態にあったとする。図８からは、使用帯域下端の周波数から中心周波数に到る範囲において、隣接チャンネル漏洩電力比（ＡＣＰＲ）が−３７ｄＢｃ程度まで大きくなっており、電力増幅器３０の出力歪が大きいことが認められる。一方、消費電流Ｉｄは問題のないレベルである。
【００６１】
この電力増幅器３０の出力歪を改善するために、永久磁石９の磁束密度を１２００ガウスに低下させる。その結果を図９に示す。消費電流Ｉｄは使用帯域の範囲内では偏差はあるものの、０．４７Ａ以下に抑えられている。一方、隣接チャンネル漏洩電力比は使用帯域の範囲内において、−５０ｄＢｃ以下に抑えられており、電力増幅器３０の出力歪が小さくなっていることがわかる。ただし、永久磁石９の磁束密度を１２００ガウスより低くすると、消費電流Ｉｄや出力歪が増加することが、図６および図７から推測できる。
【００６２】
実際の電力増幅器３０の負荷特性図は、１個毎にばらつきがある。従って、従来のように、アイソレータ１をある特定の厳密な入力インピーダンス状態に管理して生産しても、全ての電力増幅器３０を最良な動作状態にさせることはできない。また、全てのアイソレータ１を厳密な入力インピーダンス状態に管理して生産しようとすると、調整時間が長くなり、不良品も多く発生するため、コストが高くなってしまう。それに対して、本第１実施例の調整をすれば、各電力増幅器３０の個々にばらつきのある負荷特性に応じて、アイソレータ１を電力増幅器３０が最良な動作状態になるように調整することができる。
【００６３】
次にステップＳ８で、複合電子部品５０を熱処理（エージング）した後、ステップＳ９で、複合電子部品５０の大信号特性を測定し、合格品を選別する。
【００６４】
以上の方法によれば、アイソレータ１と電力増幅器３０を組み合わせて複合電子部品５０を構成した後、複合電子部品５０の大信号特性（電力付加効率や隣接チャンネル漏洩電力比など）が必要値を満足するようにアイソレータ１の入力インピーダンスを調整する。これにより、電力増幅器３０の最適負荷インピーダンス値がばらついても、アイソレータ１の入力インピーダンスを電力増幅器３０の最適負荷インピーダンス値に合わせることができる。
【００６５】
この結果、大信号特性規格値に関する不良発生を大幅に減少させることができ、高性能かつ安価な複合電子部品５０の提供が可能となる。さらに、アイソレータ１や電力増幅器３０を予め厳しい規格で調整しておく必要がなくなり、図１７に示した従来の製造方法におけるステップＳ５，Ｓ１０の予備選別での半製品（アイソレータ単体や電力増幅器単体の半完成品）の不良発生もなくなる。しかも、アイソレータ単体での調整および選別、並びに、電力増幅器単体での調整および選別が省略できるため、製造工程や製造設備を簡略化できる。
【００６６】
また、半製品を予め製造、調整した後に組み合わせる従来の製造方法と比較して、加熱工程を減少できる。そのため、半導体チップ部品、はんだ付け接合部、熱伝導性および導電性接着剤による接合部、ワイヤーボンディングなどの熱圧着接合部などの信頼性が高くなり、高信頼性の複合電子部品５０の提供が可能となる。
【００６７】
また、図５に示した製造装置１００を用いてアイソレータ１の電気特性を調整しているので、制御用電子計算器１０１でアイソレータ１の電気特性の調整量を決定して、複合電子部品５０が所望の電気特性項目を満足するように自動調整することができる。さらに、調整や再測定を繰り返す回数を最小とすることができ、生産時間や工数を削減して生産設備の生産能力を最大とすることができる。また、製品の特性ばらつきも小さく設定できるし、特性ばらつきを少し大きくして調整速度を上げるといった設定もできる。結果として、製品性能（特性ばらつき）と製品コストを最適化することができる。
【００６８】
また、製造品目毎に容易にプログラム変更やプログラム交換ができるように製造装置１００を設計することにより、品目毎の「調整のノウハウ」を簡単に切り替えて生産できる。例えば、電力増幅器３０とアイソレータ１間にローパスフィルタ３３があるものと無いものとでは、測定結果とアイソレータ１の調整内容との関係が違う。しかし、調整装置が容易に再プログラミングできれば、このような違った調整特徴をもった品種を容易に同一ラインに流すことができる。
【００６９】
［第２実施例、図１０〜図１２］
第２実施例の複合電子部品は、前記第１実施例で説明した複合電子部品５０において、ローパスフィルタ３４を省略したものである。従って、その構成についての詳細な説明は省略する。
【００７０】
図１０は、第２実施例の複合電子部品において、アイソレータ１の永久磁石９の磁束密度を１１００ガウス、１１５０ガウス、１２００ガウス、１２５０ガウスおよび１３００ガウスにしたときの、それぞれのアイソレータ１の入力インピーダンス軌跡を示すスミスチャートである。図１０において、各軌跡の上端が使用帯域下端の周波数での入力インピーダンスに相当し、各軌跡の下端が使用帯域上端の周波数での入力インピーダンスに相当する。この入力インピーダンス特性は、アイソレータ１の入力端４６におけるものである。第１実施例のときとは異なり、永久磁石９の磁束密度を弱めるにつれて、アイソレータ１の入力インピーダンスの実部は小さくなる。
【００７１】
一方、電力増幅器３０の負荷特性図は、図７に示したものと同様のものであり、電力増幅器３０の出力端（図３のＡ点に相当する。本第２実施例の場合、ローパスフィルタ３４はないので、Ａ点とアイソレータ１の入力端４６とは同電位である）におけるものである。
【００７２】
ここで、仮に、初期調整によってアイソレータ１の永久磁石９の磁束密度を１３００ガウスに設定したときに、電力増幅器３０の出力端の負荷特性が図１１に示すような状態にあったとする。図１１からは、使用帯域下端の周波数から中心周波数に到る範囲において、消費電流Ｉｄが０．５０Ａ以上に大きくなっており、電力増幅器３０の電力負荷効率が劣化していることが認められる。一方、隣接チャンネル漏洩電力比も、−４５ｄＢｃ程度まで大きくなっており、電力増幅器３０の出力歪が大きいことが認められる。
【００７３】
そこで、これらの問題を改善するために、永久磁石９の磁束密度を１２００ガウスに低下させる。その結果を図１２に示す。消費電流Ｉｄは使用帯域の範囲内では偏差はあるものの、０．４５Ａ以下に抑えられている。一方、隣接チャンネル漏洩電力比は使用帯域の範囲内において、−５０ｄＢｃ以下に抑えられており、電力増幅器３０の出力歪が小さくなっていることがわかる。ただし、永久磁石９の磁束密度を１２００ガウスより低くすると、消費電流Ｉｄは問題ないものの、出力歪が急激に増加することが、図１０および図７から推測できる。
【００７４】
逆に、初期調整後の永久磁石９の磁束密度が小さくなり過ぎている場合には、消費電流Ｉｄは少ないものの、隣接チャンネル漏洩電力比が大きくなっている。このような場合には、アイソレータ１の永久磁石９の磁束密度が大きくなる方向に調整して出力歪を減らせばよい。
【００７５】
［第３実施例、図１３］
図１３は、本発明に係る複合電子部品の製造方法の別の実施例を示すフローチャートである。本第３実施例の製造方法は、ステップＳ１〜Ｓ５まで前記第１実施例の製造方法と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００７６】
ステップ６において、アイソレータ１単体で永久磁石９の磁束密度を調整するとともに、アイソレータ１の電気特性を測定する。そして、所定の電気特性を有する状態のアイソレータ１を備えた複合電子部品５０だけをステップＳ７に送る。
【００７７】
ステップＳ７で熱処理（エージング）を行った後、ステップＳ８で大信号特性を測定する。ステップＳ８での測定結果が予め設定された規格値に合格した複合電子部品５０は製品とされる。一方、ステップＳ８での測定結果が不合格になった複合電子部品５０は、ステップＳ９で大信号特性の測定値が所望の値になるように、大信号特性を測定しながら、アイソレータ１の永久磁石９の磁束密度を調整する。
【００７８】
以上の製造方法は、製品が規格に対して十分余裕のある大信号特性をもつ場合に有効な方法である。つまり、この方法は、ステップＳ８で合格になった複合電子部品５０に対して、大信号特性の測定が１回だけで済んでいる。大信号特性評価は所要時間が長く、また測定装置も高価である。従って、大信号特性の測定が１回だけで済むということは、製造コストの低減化につながる。
【００７９】
［第４実施例、図１４］
図１４は、本発明に係る複合電子部品の製造方法のさらに別の実施例を示すフローチャートである。本第４実施例の製造方法は、ステップＳ１〜Ｓ５まで前記第１実施例の製造方法と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００８０】
ステップＳ６において、アイソレータ１単体で永久磁石９の磁束密度を予想される適切な値に調整する。このとき、アイソレータ１の電気特性は測定しない。
【００８１】
次に、ステップＳ７で熱処理（エージング）を行った後、ステップＳ８で大信号特性を測定する。ステップＳ８での測定結果が予め設定された規格値に合格した複合電子部品５０は製品とされる。ステップＳ８での測定結果が不合格になった複合電子部品５０は、ステップＳ９で大信号特性の測定値が所望の値になるように、大信号特性を測定しながら、アイソレータ１の永久磁石９の磁束密度を調整する。
【００８２】
以上の製造方法は、製品が規格に対して十分余裕のある大信号特性をもつ場合に有効な方法である。つまり、この方法は、ステップＳ８で合格になった複合電子部品５０に対して、大信号特性の測定が１回だけで済むとともに、アイソレータ１単体での電気特性の測定も省略できる。従って、前記第３実施例の製造方法よりも製造コストが安価になる。
【００８３】
［第５実施例、図１５］
第５実施例は、本発明に係る通信装置として、携帯電話を例にして説明する。
【００８４】
図１５は携帯電話２２０のＲＦ部分の電気回路ブロック図である。図１５において、２２２はアンテナ素子、２２３はデュプレクサ、２３１は送信側アイソレータ、２３２は送信側電力増幅器、２３３は送信側段間用帯域通過フィルタ、２３４は送信側ミキサ、２３５は受信側電力増幅器、２３６は受信側段間用帯域通過フィルタ、２３７は受信側ミキサ、２３８は電圧制御発振器（ＶＣＯ）、２３９はローカル用帯域通過フィルタである。
【００８５】
ここに、複合電子部品２４０としては、前記第１実施例〜第４実施例の製造方法で製作された複合電子部品５０が用いられる。この複合電子部品２４０を実装することにより、電気的特性の向上した、かつ、高信頼性で小型の携帯電話２２０を実現することができる。
【００８６】
［他の実施例］
なお、本発明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。
【００８７】
例えば、前記実施例の複合電子部品は、３ポートのサーキュレータ型アイソレータを使用した場合について説明しているが、図１６に示すように、２ポートのジャイレータ型アイソレータ１Ａを使用した複合電子部品５０Ａであってもよい。
【００８８】
アイソレータ１Ａは２組の中心電極２１，２２を有している。中心電極２１の一端部は入力端４６に電気的に接続され、他端部は出力端子４７に電気的に接続されている。中心電極２２の一端部は入力端子４７に電気的に接続され、他端部はアースに電気的に接続されている。整合用コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１からなる並列ＲＣ回路は、入力端４６と出力端子４７との間に電気的に接続されている。整合用コンデンサＣ２は、出力端子４７とアースとの間に電気的に接続されている。この２ポートのアイソレータ１Ａは、中心電極２１，２２が直交していることから、使用周波数帯域外でも高い減衰量が得られるという利点がある。
【００８９】
また、本発明に係る非可逆回路素子は、アイソレータ以外に、サーキュレータやカップラ内蔵の非可逆回路素子などであってもよい。また、複合電子部品は、電力増幅器部のみを先に組み立て、その時点でバイアス電流の調整を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明に係る複合電子部品（ローパスフィルタ有）の一実施例を示す分解斜視図。
【図２】図１に示した誘電体多層基板の分解斜視図。
【図３】図１に示した複合電子部品の電気回路図。
【図４】本発明に係る複合電子部品の製造方法の一実施例を示すフローチャート。
【図５】本発明に係る複合電子部品の製造装置の一実施例を示す正面図。
【図６】図１に示した複合電子部品のアイソレータの入力インピーダンスを示すスミスチャート。
【図７】図１に示した複合電子部品の電力増幅器の負荷インピーダンス−電気特性相関を示すスミスチャート。
【図８】永久磁石の磁束密度が強過ぎたときの電力増幅器の負荷特性を示すスミスチャート。
【図９】永久磁石の磁束密度を適切な値にまで調整したときの電力増幅器の負荷特性を示すスミスチャート。
【図１０】本発明に係る複合電子部品（ローパスフィルタ無し）のアイソレータの入力インピーダンスを示すスミスチャート。
【図１１】永久磁石の磁束密度が強過ぎたときの電力増幅器の負荷特性を示すスミスチャート。
【図１２】永久磁石の磁束密度を適切な値にまで調整した時の電力増幅器の負荷特性を示すスミスチャート。
【図１３】本発明に係る複合電子部品の製造方法の別の実施例を示すフローチャート。
【図１４】本発明に係る複合電子部品の製造方法のさらに別の実施例を示すフローチャート。
【図１５】本発明に係る通信装置の一実施例を示す電気回路ブロック図。
【図１６】本発明に係る複合電子部品の他の実施例を示す電気回路図。
【図１７】従来の複合電子部品の製造方法を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００９１】
１，１Ａ…アイソレータ
４…金属製下側ケース
６…誘電体多層基板
８…金属製上側ケース
９…永久磁石
２０…フェライト
２１，２２，２３…中心電極
３０…電力増幅器  
５０，５０Ａ…複合電子部品
１００…製造装置
１０１…制御用電子計算器
１０２…電力増幅器用電源および電流電圧計測器
１０３…電力増幅器用大信号高周波計測器
１０６…磁界調整用コイル
２２０…携帯電話
２３１…アイソレータ
２３２…電力増幅器
２４０…複合電子部品
【図１】
2005117500.tif 000003
【図２】
2005117500.tif 000004
【図３】
2005117500.tif 000005
【図４】
2005117500.tif 000006
【図５】
2005117500.tif 000007
【図６】
2005117500.tif 000008
【図７】
2005117500.tif 000009
【図８】
2005117500.tif 000010
【図９】
2005117500.tif 000011
【図１０】
2005117500.tif 000012
【図１１】
2005117500.tif 000013
【図１２】
2005117500.tif 000014
【図１３】
2005117500.tif 000015
【図１４】
2005117500.tif 000016
【図１５】
2005117500.tif 000017
【図１６】
2005117500.tif 000018
【図１７】
2005117500.tif 000019