非可逆回路素子及びその製造方法
【課題】 小型で高特性及び高信頼性を有しており、また共振容量の調整が可能である非可逆回路素子を提供する。
【解決手段】 所定パターンを有する中心導体及び中心導体と一体的に焼成された絶縁性磁性体を含む磁気回転子と、共振容量、終端抵抗、入出力端子及びグランド端子の少なくとも１つが形成されており、磁気回転子の側方にこの磁気回転子を取り囲むように配置されかつ磁気回転子と電気的に接続された少なくとも１つの基板とを備えている。
【解決手段】 所定パターンを有する中心導体及び中心導体と一体的に焼成された絶縁性磁性体を含む磁気回転子と、共振容量、終端抵抗、入出力端子及びグランド端子の少なくとも１つが形成されており、磁気回転子の側方にこの磁気回転子を取り囲むように配置されかつ磁気回転子と電気的に接続された少なくとも１つの基板とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波帯域等で用いられる無線機器、例えば携帯電話のごとき移動体無線機器等に使用される集積型の非可逆回路素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、移動体通信等においては高周波機器の小型化が進んでおり、これに使用される非可逆回路素子も小型化及び高性能化の要求が高まっている。
【０００３】一般に、集中定数型非可逆回路素子は、磁気回転子及び励磁用永久磁石を有しており、さらに、所定の周波数で動作させるための共振容量を付加して構成される。
【０００４】従来の磁気回転子は、電気的に絶縁された状態でかつ交差するように配置された複数の中心導体を非磁性体の基板上に形成し、この基板の両面上に磁性体部材を単に積み重ねて接合することにより製造されていた。このような組立式磁気回転子においては、磁性体部材により形成される磁路が非磁性体の基板によって遮断されてしまい、磁性体部材と非磁性体基板との境界面に反磁界が発生する。この結果、透磁率が低減してしまい、素子の小型化、広帯域化及び低損失化の要請に十分応えることができなかった。
【０００５】このような問題点を解消するため、磁気回転子を所定パターンの中心導体と一体的に焼成された絶縁性磁性体で構成することが本出願人により既に提案されている（特開平６−３４３００５号公報及び特開平６−３３８７０７号公報）。このように構成することによって、磁性体内で不連続部分が存在しなくなり、その結果、磁気回転子内に反磁界が発生しなくなる。
【０００６】磁気回転子に容量を付加して非可逆回路素子を形成する方法として、従来より種々の提案がなされている。
【０００７】例えば、上述した特開平６−３４３００５号公報及び特開平６−３３８７０７号公報には、所定パターンの中心導体が形成された磁気回転子を、上下のグランド層との間で容量を形成する共振用キャパシタンス電極と共に一体的に焼成することが記載されている。この技術によると、中心導体が形成された磁性体シートを複数積層し、この上にさらに接地用導体及び共振容量（キャパシタンス電極）が形成された誘電体シートを積層した後に焼成する構成となっている。しかしながら、このように上下方向に共振容量用のシートを積層することは、高さ方向の寸法を増大させ、しかも 励磁用磁界の磁気回路が途中で遮断されてしまうので、磁気抵抗が増大してしまう。また、磁性体と誘電体とのような異材質を一体的に焼成することは非常に困難である。
【０００８】特開平６−６１７０８号公報、特開平６−２９１５１５号公報及び特開平７−１１１４０５号公報には、マイクロ波用磁性体内にキャパシタンスを一体的に形成した非可逆回路素子が記載されている。これらキャパシタンスは、いずれも、整合容量であり共振容量を形成するものではない。これら公知技術のように、磁性体内にキャパシタンス電極を形成して一体焼成した場合、得られる容量値は低くなってしまい、共振容量として使用するべく十分な容量を得るためにはキャパシタンス電極面積を大きくするか積層数を多くしなくてはならなくなり、素子の小型化を図ることが難しい。また、特開平７−１１１４０５号公報の場合は、磁性体中の中心電極の相互の線間容量を整合容量として利用しているが、このように線間容量で共振容量を得ようとすると高周波側での特性が悪化してしまう。
【０００９】また、中心導体と同一面内にキャパシタンス電極を形成し、この電極と磁気回転子の表面に形成されたグランド電極との間で共振容量を得ることが考えられるが、この場合、所定の共振周波数で共振させようとすると、キャパシタンス電極の面積が非常に大きくなってしまい、非可逆回路素子を小型化できなくなる。また、高周波特性を劣化させることなく素子を小型化することが非常に困難である。
【００１０】特開平５−２９９９０４号公報及び特開平５−３０４４０４号公報には、中心導体と共振容量とを同時に多層基板で形成し、非可逆回路素子を小型化することが記載されている。図１は、これら公報に開示された非可逆回路素子の断面を示す図である。
【００１１】同図において、１０は多層誘電体基板、１１は磁気回転子を構成するためのフェライト、１２は永久磁石をそれぞれ示している。この非可逆回路素子は、多層誘電体基板１０中に中心導体と共振容量とが同時に形成されており、磁気回転子を構成するためのフェライト１１はその基板の片面側に設置されている。このように構成されているため、この構造によると、従来の組立式の非可逆回路素子と同様に高周波磁界の磁路を閉じることができないので反磁界が発生し、動作帯域が狭くなってしまう。また、中心導体と共振容量とを同時に形成すると、直流回路的には容量電極とグランド電極とが短絡されるため、共振容量を測定することが困難となり、そのため容量値を調整することが非常に困難となる。
【００１２】従って本発明の目的は、小型で高特性及び高信頼性を有しており、また共振容量の調整が可能である非可逆回路素子を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、所定パターンを有する中心導体及び中心導体と一体的に焼成された絶縁性磁性体を含む磁気回転子と、共振容量、終端抵抗、入出力端子及びグランド端子の少なくとも１つが形成されており、磁気回転子の側方にこの磁気回転子を取り囲むように配置されかつ磁気回転子と電気的に接続された少なくとも１つの基板とを備えた非可逆回路素子が提供される。
【００１４】共振容量、終端抵抗、入出力端子及びグランド端子の少なくとも１つが形成された基板が、磁気回転子の側方にこの磁気回転子を取り囲むように配置されているため、磁気回転子の周囲を有効に使用することができ、非可逆回路素子の特に高さ方向の小型化に非常に有効である。また、永久磁石により作られる直流バイアス磁界の磁気回路をほぼ完全に閉じることができ、これにより磁気抵抗が低減されるため、永久磁石を薄くすることができる。そのため、さらに非可逆回路素子の高さ方向の小型化が可能になる。
【００１５】基板が、例えば誘電体又は磁性体等のセラミクス材料による単層基板又は多層基板であることが好ましい。
【００１６】基板が、磁気回転子の側方に配置された単一の基板からなるか、又は磁気回転子の側方に配置された複数の基板からなることも好ましい。
【００１７】本発明によれば、さらにまた、所定パターンを有する中心導体及び中心導体と一体的に焼成された絶縁性磁性体を含む磁気回転子と共振容量、終端抵抗、入出力端子及びグランド端子の少なくとも１つを有する基板とをそれぞれ別個に形成した後、磁気回転子の側方にこの磁気回転子を取り囲むように基板を配置し、磁気回転子と基板とを電気的に接続することにある。
【００１８】
【発明の実施の形態】図２は本発明の非可逆回路素子の一実施形態を示す分解斜視図、図３はその非可逆回路素子の断面図、図４はその非可逆回路素子の基板部分の分解平面図である。
【００１９】これらの図において、２０は磁気回転子、２１はこの磁気回転子２０の側方にこの磁気回転子を取り囲むように配置した基板、２２は磁気回転子２０の上に載置される励磁用永久磁石、２３はヨークをそれぞれ示している。
【００２０】磁気回転子２０は、本出願人により提案された特開平６−３４３００５号公報及び特開平６−３３８７０７号公報に記載された磁気回転子のごとく、所定パターンの中心導体と共に一体的に焼成された絶縁性磁性体から主として構成されており、その側面には入力端子、出力端子及びグランド電極が、上下面にはグランド電極がそれぞれ形成されている。
【００２１】基板２１は、本実施形態においては単層の誘電体基板であり、その上面には、入力端子２４、出力端子２５、アイソレーション電極２６、終端抵抗２７及びグランド端子２８が形成されており、その下面にはグランド電極２９が形成されている。入力端子２４、出力端子２５及びアイソレーション電極２６とグランド電極２９との間で共振容量が得られる。この誘電体基板２１には、中央部に磁気回転子２０が嵌合されるべく開口形状が磁気回転子２０の平面外側形状にほぼ等しい穴３０が設けられている。
【００２２】磁気回転子２０及び誘電体基板２１をそれぞれ別個に製造し、磁気回転子２０を基板２１の穴３０内に嵌合させた後、磁気回転子２０の入力端子、出力端子及びグランド電極を基板２１の入力端子２４、出力端子２５及びグランド電極２９にそれぞれ電気的に接続することによって非可逆回路素子が形成される。
【００２３】この構成によれば、磁気回転子２０の周囲空間を有効に使用することができ、非可逆回路素子の高さ方向の小型化に非常に有効である。また、励磁用永久磁石２２により作られる直流バイアス磁界の磁気回路をほぼ完全に閉じることができ、これにより磁気抵抗が低減されるため、この永久磁石２２自体を薄くすることができる。そのため、非可逆回路素子の高さ方向のさらなる小型化が可能となる。
【００２４】以下、本実施形態における非可逆回路素子の具体的な製造工程を説明する。
【００２５】まず、磁気回転子２０用の磁性体グリーンシートを作成する。酸化イットリウム（Ｙ2 Ｏ3 ）と酸化鉄（Ｆｅ2 Ｏ3 ）とをモル比で３：５の割合で混合し、得られた混合粉を１２００℃で仮焼きする。仮焼きされた混合粉をボールミルにて粉砕し、有機バインダ及び溶剤を添加し、磁性体スラリーを作製する。得られた磁性体スラリーをドクターブレード法にて、グリーンシートに成形する。
【００２６】下層又は中間層のグリーンシートについては、グリーンシートにヴィアホール用の穴をパンチングマシーンで形成し、その後、グリーンシートに厚膜印刷法で中心導体パターンを形成する。このとき、ヴィアホールの充填も同時に行う。導体材料としては、例えばパラジウムペーストを使用する。
【００２７】上層のグリーンシートについては、グリーンシートに厚膜印刷法で中心導体パターンを形成する。導体材料としては、例えばパラジウムペーストを使用する。
【００２８】このようにして形成したグリーンシートを重ねて熱圧着し、積層体を得る。その後、この積層体を所定の大きさの所定の形状に切断し、１４８０℃で焼成する。
【００２９】次いで、焼成体の上下面、側面に銀ペーストを焼き付けることによってグランド電極、入力端子、出力端子を、銀ペーストを焼き付けることにより形成する。これにより磁性体及び中心導体が一体化して焼成された磁気回転子２０が得られる。
【００３０】一方、ガラスを主成分とした誘電体シートをドクターブレード法にて作成することにより基板２１用のグリーンシートを形成する。このグリーンシートに、磁気回転子２０が嵌合されるべき穴３０を打ち抜き型にて形成した後、所定の大きさに切断し、９００℃で焼成する。焼成した誘電体シートの上面、下面及び側面に入力端子２４、出力端子２５、アイソレーション電極２６、グランド端子２８及びグランド電極２９を印刷し、さらに厚膜による終端抵抗２７を印刷し、焼成炉にて焼きつけて基板２１を形成する。この場合、グランド端子２８はグランド電極２９に電気的に接続される。
【００３１】次いで、入力端子２４、出力端子２５及びアイソレーション電極２６とグランド電極２９との間で得られる共振容量の容量値を測定し、入力端子２４、出力端子２５及びアイソレーション電極２６をトリミングすることにより容量値を調整する。このように、磁気回転子の中心導体をこの基板２１に内蔵させないことにより、非可逆回路素子を組み立てる前に容量値を調節することができ、調整工程を非常に簡略化することが可能である。
【００３２】このようにして得られた磁気回転子２０を基板２１の穴３０内に嵌合させ、電気的接続を行った後、励磁用永久磁石２２及びヨーク２３を組み付けることにより非可逆回路素子を得ることができる。この非可逆回路素子は、共振容量が磁気回転子２０の周囲に効率よく形成されている。また、励磁用永久磁石２２と磁気回転子２０及びヨーク２３との間に非磁性物がないため、直流バイアス磁気回路が閉じている。これにより直流バイアス磁気回路の磁気抵抗を低下させることができる。さらに励磁用永久磁石２２を薄くすることができるため、素子全体を非常に薄くすることが可能になる。なお、磁気回転子２０の外側形状、及び磁気回転子２０が嵌合する穴３０の形状は図２及び図４に示した形状に限定されるものでないことは明らかである。また、基板２１として誘電体によるセラミクス材料を用いているが、これは最も好ましい材料であり、その他のセラミクス材料として磁性体等を用いることも可能である。
【００３３】図５は本発明の非可逆回路素子の他の実施形態を示す分解斜視図、図６はその非可逆回路素子の断面図である。
【００３４】これらの図において、５０は磁気回転子、５１ａ及び５１ｂはこの磁気回転子５０の側方にこの磁気回転子を取り囲むように配置した基板、５２は磁気回転子５０の上に載置される励磁用永久磁石、５３はヨークをそれぞれ示している。
【００３５】磁気回転子５０は、図２の実施形態における磁気回転子２０とほぼ同じ構成である。即ち、所定パターンの中心導体と共に一体的に焼成された絶縁性磁性体から主として構成されており、その側面には入力端子、出力端子及びグランド電極が、上下面にはグランド電極がそれぞれ形成されている。
【００３６】基板５１ａ及び５１ｂは、本実施形態においては２分割された単層の誘電体基板である。基板５１ａの上面には入力端子５４及び出力端子５５が形成されており、基板５１ｂの上面にはアイソレーション電極５６、終端抵抗５７及びグランド端子５８が形成されており、基板５１ａ及び５１ｂの下面には図示されていないがグランド電極が形成されている。入力端子５４、出力端子５５及びアイソレーション電極５６とグランド電極との間で共振容量が得られる。２分割された誘電体基板５１ａ及び５１ｂには、これらが合体した場合に、磁気回転子５０が嵌合されるべく開口形状が磁気回転子５０の平面外側形状にほぼ等しい穴となる凹部６０ａ及び６０ｂがそれぞれ設けられている。
【００３７】磁気回転子５０及び誘電体基板５１ａ及び５１ｂをそれぞれ別個に製造し、磁気回転子５０を基板５１ａ及び５１ｂの凹部６０ａ及び６０ｂによって合成される穴内に嵌合させた後、磁気回転子５０の入力端子、出力端子及びグランド電極を基板５１ａ及び５１ｂの入力端子５４、出力端子５５及びグランド電極にそれぞれ電気的に接続することによって非可逆回路素子が形成される。
【００３８】この構成によれば、磁気回転子５０の周囲空間を有効に使用することができ、非可逆回路素子の高さ方向の小型化に非常に有効である。また、励磁用永久磁石５２により作られる直流バイアス磁界の磁気回路をほぼ完全に閉じることができ、これにより磁気抵抗が低減されるため、この永久磁石５２自体を薄くすることができる。そのため、非可逆回路素子の高さ方向のさらなる小型化が可能となる。しかも本実施形態では、基板を２分割しているため、基板に機械的応力がかかった場合にも基板が割れる等の不都合を回避することができる。
【００３９】本実施形態における非可逆回路素子の具体的な製造工程は、誘電体基板を作成する際に、グリーンシートに磁気回転子が嵌合されるべき穴を打ち抜き型にて形成した後、所定の大きさに切断し、さらに各シートを中心部分で２分割した後に焼成する点を除いて、図２の実施形態の場合に準じるため、説明を省略する。
【００４０】なお、本実施形態では、誘電体基板が２分割されているが、誘電体基板を３以上の複数に分割してもよいことは明らかである。なお、磁気回転子５０の外側形状、及び磁気回転子５０が嵌合する基板側の穴の形状は図５に示した形状に限定されるものでないことは明らかである。また、基板５１ａ及び５１ｂとして誘電体によるセラミクス材料を用いているが、これは最も好ましい材料であり、その他のセラミクス材料として磁性体等を用いることも可能である。
【００４１】図７は本発明の非可逆回路素子のさらに他の実施形態を示す分解斜視図、図８はその非可逆回路素子の断面図、図９はその非可逆回路素子の基板部分の分解平面図である。
【００４２】これらの図において、７０は磁気回転子、７１はこの磁気回転子７０の側方にこの磁気回転子を取り囲むように配置した基板、７２は磁気回転子７０の上に載置される励磁用永久磁石、７３はヨークをそれぞれ示している。
【００４３】磁気回転子７０は、図２の実施形態における磁気回転子２０とほぼ同じ構成である。即ち、所定パターンの中心導体と共に一体的に焼成された絶縁性磁性体から主として構成されており、その側面には入力端子、出力端子及びグランド電極が、上下面にはグランド電極がそれぞれ形成されている。
【００４４】基板７１は、本実施形態においては第１、第２、第３及び第４の誘電体層７１ａ、７１ｂ、７１ｃ及び７１ｄが積層された多層の誘電体基板であり、その第１の誘電体層７１ａの上面には、入力端子７４、出力端子７５、アイソレーション端子７６、終端抵抗７７並びにグランド電極７８に接続されているグランド端子７８ａ、７８ｂ及び７８ｃが形成されており、その第４の誘電体層７１ｄの下面にはグランド電極７９が形成されている。さらに、中間層である第２の誘電体層７１ｂの上面には入力端子７４に接続されている第１の入力電極８１、出力端子７５に接続されている第１の出力電極８２、及びアイソレーション端子７６に接続されている第１のアイソレーション電極８３が形成されている。同じく中間層である第３の誘電体層７１ｃの上面にはグランド電極８４が形成されている。第４の誘電体層７１ｄの上面には入力端子７４に接続されている第２の入力電極８５、出力端子７５に接続されている第２の出力電極８６、及びアイソレーション端子７６に接続されている第２のアイソレーション電極８７が形成されている。グランド電極７８と第１の入力電極８１、第１の出力電極８２及び第１のアイソレーション電極８３との間、第１の入力電極８１、第１の出力電極８２及び第１のアイソレーション電極８３とグランド電極８４との間、グランド電極８４と第２の入力電極８５、第２の出力電極８６及び第２のアイソレーション電極８７との間、並びに第２の入力電極８５、第２の出力電極８６及び第２のアイソレーション電極８７とグランド電極７９との間で共振容量が得られる。この誘電体基板７１には、中央部に磁気回転子７０が嵌合されるべく開口形状が磁気回転子７０の平面外側形状にほぼ等しい穴８０が設けられている。
【００４５】磁気回転子７０及び誘電体基板７１をそれぞれ別個に製造し、磁気回転子７０を基板７１の穴８０内に嵌合させた後、磁気回転子７０の入力端子、出力端子及びグランド電極を基板７１の入力端子７４、出力端子７５及びグランド電極７９にそれぞれ電気的に接続することによって非可逆回路素子が形成される。
【００４６】この構成によれば、磁気回転子７０の周囲空間を有効に使用することができ、非可逆回路素子の高さ方向の小型化に非常に有効である。また、励磁用永久磁石７２により作られる直流バイアス磁界の磁気回路をほぼ完全に閉じることができ、これにより磁気抵抗が低減されるため、この永久磁石７２自体を薄くすることができる。そのため、非可逆回路素子の高さ方向のさらなる小型化が可能となる。
【００４７】以下、本実施形態における非可逆回路素子の具体的な製造工程を説明する。
【００４８】まず、磁気回転子７０用の磁性体グリーンシートを作成する。酸化イットリウム（Ｙ2 Ｏ3 ）と酸化鉄（Ｆｅ2 Ｏ3 ）とをモル比で３：５の割合で混合し、得られた混合粉を１２００℃で仮焼きする。仮焼きされた混合粉をボールミルにて粉砕し、有機バインダ及び溶剤を添加し、磁性体スラリーを作製する。得られた磁性体スラリーをドクターブレード法にて、グリーンシートに成形する。
【００４９】下層又は中間層のグリーンシートについては、グリーンシートにヴィアホール用の穴をパンチングマシーンで形成し、その後、グリーンシートに厚膜印刷法で中心導体パターンを形成する。このとき、ヴィアホールの充填も同時に行う。導体材料としては、例えばパラジウムペーストを使用する。
【００５０】上層のグリーンシートについては、グリーンシートに厚膜印刷法で中心導体パターンを形成する。導体材料としては、例えばパラジウムペーストを使用する。
【００５１】このようにして形成したグリーンシートを重ねて熱圧着し、積層体を得る。その後、この積層体を所定の大きさの所定の形状に切断し、１４８０℃で焼成する。
【００５２】次いで、焼成体の上下面、側面に銀ペーストを焼き付けることによってグランド電極、入力端子、出力端子を、銀ペーストを焼き付けることにより形成する。これにより磁性体及び中心導体が一体化して焼成された磁気回転子７０が得られる。
【００５３】一方、ガラスを主成分とした第１〜第４の誘電体層７１ａ〜７１ｄ用のグリーンシートをドクターブレード法にて作成する。第２の誘電体層７１ｂ用のグリーンシート上には、所定の共振容量が得られるように第１の入力電極８１、第１の出力電極８２及び第１のアイソレーション電極８３を印刷し、第３の誘電体層７１ｃ用のグリーンシート上にはグランド電極８４を印刷し、第４の誘電体層７１ｄ用のグリーンシート上には第２の入力電極８５、第２の出力電極８６及び第２のアイソレーション電極８７を印刷する。次いで、第１〜第４の誘電体層７１ａ〜７１ｄ用のグリーンシートを積層して熱圧着し積層体を得る。得られた積層体に、磁気回転子７０が嵌合されるべき穴８０を打ち抜き型にて形成した後、所定の大きさに切断し、９００℃で焼成する。焼成した積層体の最上面、最下面及び側面に入力端子７４、出力端子７５、アイソレーション電極７６、グランド電極７８、グランド端子７８ａ、７８ｂ及び７８ｃ並びにグランド電極７９を印刷し、さらに厚膜による終端抵抗７７を印刷し、焼成炉にて焼きつけて基板７１を形成する。この場合、グランド端子７８ａ、７８ｂ及び７８ｃとグランド電極８４とグランド電極７９とは互いに電気的に接続される。また、入力端子７４と第１及び第２の入力電極８１及び８５とは互いに電気的に接続され、出力端子７５と第１及び第２の出力電極８２及び８６とは互いに電気的に接続され、アイソレーション端子７６と第１及び第２のアイソレーション電極８３及び８７とは互いに電気的に接続される。
【００５４】次いで、上述した電極間で得られる共振容量の容量値を測定し、グランド電極７８及び７９をトリミングすることにより容量値を調整する。このように、磁気回転子の中心導体をこの基板７１に内蔵させないことにより、非可逆回路素子を組み立てる前に容量値を調節することができ、調整工程を非常に簡略化することが可能である。
【００５５】このようにして得られた磁気回転子７０を基板７１の穴８０内に嵌合させ、電気的接続を行った後、励磁用永久磁石７２及びヨーク７３を組み付けることにより非可逆回路素子を得ることができる。この非可逆回路素子は、共振容量が磁気回転子７０の周囲に効率よく形成されている。また、励磁用永久磁石７２と磁気回転子７０及びヨーク７３との間に非磁性物がないため、直流バイアス磁気回路が閉じている。これにより直流バイアス磁気回路の磁気抵抗を低下させることができる。さらに励磁用永久磁石７２を薄くすることができるため、素子全体を非常に薄くすることが可能になる。なお、磁気回転子７０の外側形状、及び磁気回転子７０が嵌合する穴８０の形状は図７及び図９に示した形状に限定されるものでないことは明らかである。また、基板７１として誘電体によるセラミクス材料を用いているが、これは最も好ましい材料であり、その他のセラミクス材料として磁性体等を用いることも可能である。
【００５６】図１０は本発明の非可逆回路素子のまたさらに他の実施形態を示す分解斜視図、図１１はその非可逆回路素子の断面図である。
【００５７】これらの図において、１００は磁気回転子、１０１ａ及び１０１ｂはこの磁気回転子１００の側方にこの磁気回転子を取り囲むように配置した基板、１０２は磁気回転子１００の上に載置される励磁用永久磁石、１０３はヨークをそれぞれ示している。
【００５８】磁気回転子１００は、図７の実施形態における磁気回転子７０とほぼ同じ構成である。即ち、所定パターンの中心導体と共に一体的に焼成された絶縁性磁性体から主として構成されており、その側面には入力端子、出力端子及びグランド電極が、上下面にはグランド電極がそれぞれ形成されている。
【００５９】基板１０１ａ及び１０１ｂは、本実施形態においては２分割された多層の誘電体基板である。基板１０１ａの上面には入力端子１０４、出力端子１０５、グランド端子１０８ａ及びグランド電極１０８が形成されており、基板１０１ｂの上面にはアイソレーション電極１０６、終端抵抗１０７、グランド端子１０８ｂ及び１０８ｃ、並びにグランド電極１０８が形成されており、基板１０１ａ及び１０１ｂの下面には図示されていないがグランド電極が形成されている。共振容量は、図９R>９の実施形態において述べた電極間で得られる。２分割された誘電体基板１０１ａ及び１０１ｂには、これらが合体した場合に、磁気回転子１００が嵌合されるべく開口形状が磁気回転子１００の平面外側形状にほぼ等しい穴となる凹部１１０ａ及び１１０ｂがそれぞれ設けられている。
【００６０】磁気回転子１００及び誘電体基板１０１ａ及び１０１ｂをそれぞれ別個に製造し、磁気回転子１００を基板１０１ａ及び１０１ｂの凹部１１０ａ及び１１０ｂによって合成される穴内に嵌合させた後、磁気回転子１００の入力端子、出力端子及びグランド電極を基板１０１ａ及び１０１ｂの入力端子１０４、出力端子１０５及びグランド電極にそれぞれ電気的に接続することによって非可逆回路素子が形成される。
【００６１】この構成によれば、磁気回転子１００の周囲空間を有効に使用することができ、非可逆回路素子の高さ方向の小型化に非常に有効である。また、励磁用永久磁石１０２により作られる直流バイアス磁界の磁気回路をほぼ完全に閉じることができ、これにより磁気抵抗が低減されるため、この永久磁石１０２自体を薄くすることができる。そのため、非可逆回路素子の高さ方向のさらなる小型化が可能となる。しかも本実施形態では、基板を２分割しているため、基板に機械的応力がかかった場合にも基板が割れる等の不都合を回避することができる。
【００６２】本実施形態における非可逆回路素子の具体的な製造工程は、誘電体基板を作成する際に、グリーンシートに磁気回転子が嵌合されるべき穴を打ち抜き型にて形成した後、所定の大きさに切断し、さらに各シートを中心部分で２分割した後に焼成する点を除いて、図７の実施形態の場合に準じるため、説明を省略する。
【００６３】なお、本実施形態では、誘電体基板が２分割されているが、誘電体基板を３以上の複数に分割してもよいことは明らかである。なお、磁気回転子１００の外側形状、及び磁気回転子１００が嵌合する基板側の穴の形状は図１０に示した形状に限定されるものでないことは明らかである。また、基板１０１ａ及び１０１ｂとして誘電体によるセラミクス材料を用いているが、これは最も好ましい材料であり、その他のセラミクス材料として磁性体等を用いることも可能である。
【００６４】以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【００６５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれば、共振容量、終端抵抗、入出力端子及びグランド端子の少なくとも１つが形成された基板が、磁気回転子の側方にこの磁気回転子を取り囲むように配置されているため、磁気回転子の周囲を有効に使用することができ、非可逆回路素子の高さ方向の小型化に非常に有効である。また、永久磁石により作られる直流バイアス磁界の磁気回路をほぼ完全に閉じることができ、これにより磁気抵抗が低減されるため、永久磁石を薄くすることができる。そのため、さらに非可逆回路素子の高さ方向の小型化が可能になる。もちろん、小型で高特性及び高信頼性を有しており、また共振容量の調整が可能である非可逆回路素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の非可逆回路素子の断面図である。
【図２】本発明の非可逆回路素子の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図３】図２の非可逆回路素子の断面図である。
【図４】図２の非可逆回路素子の基板部分の分解平面図である。
【図５】本発明の非可逆回路素子の他の実施形態を示す分解斜視図である。
【図６】図５の非可逆回路素子の断面図である。
【図７】本発明の非可逆回路素子のさらに他の実施形態を示す分解斜視図である。
【図８】図７の非可逆回路素子の断面図である。
【図９】図７の非可逆回路素子の基板部分の分解平面図である。
【図１０】本発明の非可逆回路素子のまたさらに他の実施形態を示す分解斜視図である。
【図１１】図１０の非可逆回路素子の断面図である。
【符号の説明】
２０、５０、７０、１００ 磁気回転子
２１、５１ａ、５１ｂ、７０、１０１ａ、１０１ｂ 基板
２２、５２、７２、１００ 励磁用永久磁石
２３、５３、７３、１０３ ヨーク
２４、５４、７４、１０４ 入力端子
２５、５５、７５、１０５ 出力端子
２７、５７、７７、１０７ 終端抵抗
２８、５８、７８ａ、７８ｂ、７８ｃ、１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ グランド端子
２９、７８、７９、１０８ グランド電極
３０、８０ 穴
６０ａ、６０ｂ、１１０ａ、１１０ｂ 凹部
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波帯域等で用いられる無線機器、例えば携帯電話のごとき移動体無線機器等に使用される集積型の非可逆回路素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、移動体通信等においては高周波機器の小型化が進んでおり、これに使用される非可逆回路素子も小型化及び高性能化の要求が高まっている。
【０００３】一般に、集中定数型非可逆回路素子は、磁気回転子及び励磁用永久磁石を有しており、さらに、所定の周波数で動作させるための共振容量を付加して構成される。
【０００４】従来の磁気回転子は、電気的に絶縁された状態でかつ交差するように配置された複数の中心導体を非磁性体の基板上に形成し、この基板の両面上に磁性体部材を単に積み重ねて接合することにより製造されていた。このような組立式磁気回転子においては、磁性体部材により形成される磁路が非磁性体の基板によって遮断されてしまい、磁性体部材と非磁性体基板との境界面に反磁界が発生する。この結果、透磁率が低減してしまい、素子の小型化、広帯域化及び低損失化の要請に十分応えることができなかった。
【０００５】このような問題点を解消するため、磁気回転子を所定パターンの中心導体と一体的に焼成された絶縁性磁性体で構成することが本出願人により既に提案されている（特開平６−３４３００５号公報及び特開平６−３３８７０７号公報）。このように構成することによって、磁性体内で不連続部分が存在しなくなり、その結果、磁気回転子内に反磁界が発生しなくなる。
【０００６】磁気回転子に容量を付加して非可逆回路素子を形成する方法として、従来より種々の提案がなされている。
【０００７】例えば、上述した特開平６−３４３００５号公報及び特開平６−３３８７０７号公報には、所定パターンの中心導体が形成された磁気回転子を、上下のグランド層との間で容量を形成する共振用キャパシタンス電極と共に一体的に焼成することが記載されている。この技術によると、中心導体が形成された磁性体シートを複数積層し、この上にさらに接地用導体及び共振容量（キャパシタンス電極）が形成された誘電体シートを積層した後に焼成する構成となっている。しかしながら、このように上下方向に共振容量用のシートを積層することは、高さ方向の寸法を増大させ、しかも 励磁用磁界の磁気回路が途中で遮断されてしまうので、磁気抵抗が増大してしまう。また、磁性体と誘電体とのような異材質を一体的に焼成することは非常に困難である。
【０００８】特開平６−６１７０８号公報、特開平６−２９１５１５号公報及び特開平７−１１１４０５号公報には、マイクロ波用磁性体内にキャパシタンスを一体的に形成した非可逆回路素子が記載されている。これらキャパシタンスは、いずれも、整合容量であり共振容量を形成するものではない。これら公知技術のように、磁性体内にキャパシタンス電極を形成して一体焼成した場合、得られる容量値は低くなってしまい、共振容量として使用するべく十分な容量を得るためにはキャパシタンス電極面積を大きくするか積層数を多くしなくてはならなくなり、素子の小型化を図ることが難しい。また、特開平７−１１１４０５号公報の場合は、磁性体中の中心電極の相互の線間容量を整合容量として利用しているが、このように線間容量で共振容量を得ようとすると高周波側での特性が悪化してしまう。
【０００９】また、中心導体と同一面内にキャパシタンス電極を形成し、この電極と磁気回転子の表面に形成されたグランド電極との間で共振容量を得ることが考えられるが、この場合、所定の共振周波数で共振させようとすると、キャパシタンス電極の面積が非常に大きくなってしまい、非可逆回路素子を小型化できなくなる。また、高周波特性を劣化させることなく素子を小型化することが非常に困難である。
【００１０】特開平５−２９９９０４号公報及び特開平５−３０４４０４号公報には、中心導体と共振容量とを同時に多層基板で形成し、非可逆回路素子を小型化することが記載されている。図１は、これら公報に開示された非可逆回路素子の断面を示す図である。
【００１１】同図において、１０は多層誘電体基板、１１は磁気回転子を構成するためのフェライト、１２は永久磁石をそれぞれ示している。この非可逆回路素子は、多層誘電体基板１０中に中心導体と共振容量とが同時に形成されており、磁気回転子を構成するためのフェライト１１はその基板の片面側に設置されている。このように構成されているため、この構造によると、従来の組立式の非可逆回路素子と同様に高周波磁界の磁路を閉じることができないので反磁界が発生し、動作帯域が狭くなってしまう。また、中心導体と共振容量とを同時に形成すると、直流回路的には容量電極とグランド電極とが短絡されるため、共振容量を測定することが困難となり、そのため容量値を調整することが非常に困難となる。
【００１２】従って本発明の目的は、小型で高特性及び高信頼性を有しており、また共振容量の調整が可能である非可逆回路素子を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、所定パターンを有する中心導体及び中心導体と一体的に焼成された絶縁性磁性体を含む磁気回転子と、共振容量、終端抵抗、入出力端子及びグランド端子の少なくとも１つが形成されており、磁気回転子の側方にこの磁気回転子を取り囲むように配置されかつ磁気回転子と電気的に接続された少なくとも１つの基板とを備えた非可逆回路素子が提供される。
【００１４】共振容量、終端抵抗、入出力端子及びグランド端子の少なくとも１つが形成された基板が、磁気回転子の側方にこの磁気回転子を取り囲むように配置されているため、磁気回転子の周囲を有効に使用することができ、非可逆回路素子の特に高さ方向の小型化に非常に有効である。また、永久磁石により作られる直流バイアス磁界の磁気回路をほぼ完全に閉じることができ、これにより磁気抵抗が低減されるため、永久磁石を薄くすることができる。そのため、さらに非可逆回路素子の高さ方向の小型化が可能になる。
【００１５】基板が、例えば誘電体又は磁性体等のセラミクス材料による単層基板又は多層基板であることが好ましい。
【００１６】基板が、磁気回転子の側方に配置された単一の基板からなるか、又は磁気回転子の側方に配置された複数の基板からなることも好ましい。
【００１７】本発明によれば、さらにまた、所定パターンを有する中心導体及び中心導体と一体的に焼成された絶縁性磁性体を含む磁気回転子と共振容量、終端抵抗、入出力端子及びグランド端子の少なくとも１つを有する基板とをそれぞれ別個に形成した後、磁気回転子の側方にこの磁気回転子を取り囲むように基板を配置し、磁気回転子と基板とを電気的に接続することにある。
【００１８】
【発明の実施の形態】図２は本発明の非可逆回路素子の一実施形態を示す分解斜視図、図３はその非可逆回路素子の断面図、図４はその非可逆回路素子の基板部分の分解平面図である。
【００１９】これらの図において、２０は磁気回転子、２１はこの磁気回転子２０の側方にこの磁気回転子を取り囲むように配置した基板、２２は磁気回転子２０の上に載置される励磁用永久磁石、２３はヨークをそれぞれ示している。
【００２０】磁気回転子２０は、本出願人により提案された特開平６−３４３００５号公報及び特開平６−３３８７０７号公報に記載された磁気回転子のごとく、所定パターンの中心導体と共に一体的に焼成された絶縁性磁性体から主として構成されており、その側面には入力端子、出力端子及びグランド電極が、上下面にはグランド電極がそれぞれ形成されている。
【００２１】基板２１は、本実施形態においては単層の誘電体基板であり、その上面には、入力端子２４、出力端子２５、アイソレーション電極２６、終端抵抗２７及びグランド端子２８が形成されており、その下面にはグランド電極２９が形成されている。入力端子２４、出力端子２５及びアイソレーション電極２６とグランド電極２９との間で共振容量が得られる。この誘電体基板２１には、中央部に磁気回転子２０が嵌合されるべく開口形状が磁気回転子２０の平面外側形状にほぼ等しい穴３０が設けられている。
【００２２】磁気回転子２０及び誘電体基板２１をそれぞれ別個に製造し、磁気回転子２０を基板２１の穴３０内に嵌合させた後、磁気回転子２０の入力端子、出力端子及びグランド電極を基板２１の入力端子２４、出力端子２５及びグランド電極２９にそれぞれ電気的に接続することによって非可逆回路素子が形成される。
【００２３】この構成によれば、磁気回転子２０の周囲空間を有効に使用することができ、非可逆回路素子の高さ方向の小型化に非常に有効である。また、励磁用永久磁石２２により作られる直流バイアス磁界の磁気回路をほぼ完全に閉じることができ、これにより磁気抵抗が低減されるため、この永久磁石２２自体を薄くすることができる。そのため、非可逆回路素子の高さ方向のさらなる小型化が可能となる。
【００２４】以下、本実施形態における非可逆回路素子の具体的な製造工程を説明する。
【００２５】まず、磁気回転子２０用の磁性体グリーンシートを作成する。酸化イットリウム（Ｙ2 Ｏ3 ）と酸化鉄（Ｆｅ2 Ｏ3 ）とをモル比で３：５の割合で混合し、得られた混合粉を１２００℃で仮焼きする。仮焼きされた混合粉をボールミルにて粉砕し、有機バインダ及び溶剤を添加し、磁性体スラリーを作製する。得られた磁性体スラリーをドクターブレード法にて、グリーンシートに成形する。
【００２６】下層又は中間層のグリーンシートについては、グリーンシートにヴィアホール用の穴をパンチングマシーンで形成し、その後、グリーンシートに厚膜印刷法で中心導体パターンを形成する。このとき、ヴィアホールの充填も同時に行う。導体材料としては、例えばパラジウムペーストを使用する。
【００２７】上層のグリーンシートについては、グリーンシートに厚膜印刷法で中心導体パターンを形成する。導体材料としては、例えばパラジウムペーストを使用する。
【００２８】このようにして形成したグリーンシートを重ねて熱圧着し、積層体を得る。その後、この積層体を所定の大きさの所定の形状に切断し、１４８０℃で焼成する。
【００２９】次いで、焼成体の上下面、側面に銀ペーストを焼き付けることによってグランド電極、入力端子、出力端子を、銀ペーストを焼き付けることにより形成する。これにより磁性体及び中心導体が一体化して焼成された磁気回転子２０が得られる。
【００３０】一方、ガラスを主成分とした誘電体シートをドクターブレード法にて作成することにより基板２１用のグリーンシートを形成する。このグリーンシートに、磁気回転子２０が嵌合されるべき穴３０を打ち抜き型にて形成した後、所定の大きさに切断し、９００℃で焼成する。焼成した誘電体シートの上面、下面及び側面に入力端子２４、出力端子２５、アイソレーション電極２６、グランド端子２８及びグランド電極２９を印刷し、さらに厚膜による終端抵抗２７を印刷し、焼成炉にて焼きつけて基板２１を形成する。この場合、グランド端子２８はグランド電極２９に電気的に接続される。
【００３１】次いで、入力端子２４、出力端子２５及びアイソレーション電極２６とグランド電極２９との間で得られる共振容量の容量値を測定し、入力端子２４、出力端子２５及びアイソレーション電極２６をトリミングすることにより容量値を調整する。このように、磁気回転子の中心導体をこの基板２１に内蔵させないことにより、非可逆回路素子を組み立てる前に容量値を調節することができ、調整工程を非常に簡略化することが可能である。
【００３２】このようにして得られた磁気回転子２０を基板２１の穴３０内に嵌合させ、電気的接続を行った後、励磁用永久磁石２２及びヨーク２３を組み付けることにより非可逆回路素子を得ることができる。この非可逆回路素子は、共振容量が磁気回転子２０の周囲に効率よく形成されている。また、励磁用永久磁石２２と磁気回転子２０及びヨーク２３との間に非磁性物がないため、直流バイアス磁気回路が閉じている。これにより直流バイアス磁気回路の磁気抵抗を低下させることができる。さらに励磁用永久磁石２２を薄くすることができるため、素子全体を非常に薄くすることが可能になる。なお、磁気回転子２０の外側形状、及び磁気回転子２０が嵌合する穴３０の形状は図２及び図４に示した形状に限定されるものでないことは明らかである。また、基板２１として誘電体によるセラミクス材料を用いているが、これは最も好ましい材料であり、その他のセラミクス材料として磁性体等を用いることも可能である。
【００３３】図５は本発明の非可逆回路素子の他の実施形態を示す分解斜視図、図６はその非可逆回路素子の断面図である。
【００３４】これらの図において、５０は磁気回転子、５１ａ及び５１ｂはこの磁気回転子５０の側方にこの磁気回転子を取り囲むように配置した基板、５２は磁気回転子５０の上に載置される励磁用永久磁石、５３はヨークをそれぞれ示している。
【００３５】磁気回転子５０は、図２の実施形態における磁気回転子２０とほぼ同じ構成である。即ち、所定パターンの中心導体と共に一体的に焼成された絶縁性磁性体から主として構成されており、その側面には入力端子、出力端子及びグランド電極が、上下面にはグランド電極がそれぞれ形成されている。
【００３６】基板５１ａ及び５１ｂは、本実施形態においては２分割された単層の誘電体基板である。基板５１ａの上面には入力端子５４及び出力端子５５が形成されており、基板５１ｂの上面にはアイソレーション電極５６、終端抵抗５７及びグランド端子５８が形成されており、基板５１ａ及び５１ｂの下面には図示されていないがグランド電極が形成されている。入力端子５４、出力端子５５及びアイソレーション電極５６とグランド電極との間で共振容量が得られる。２分割された誘電体基板５１ａ及び５１ｂには、これらが合体した場合に、磁気回転子５０が嵌合されるべく開口形状が磁気回転子５０の平面外側形状にほぼ等しい穴となる凹部６０ａ及び６０ｂがそれぞれ設けられている。
【００３７】磁気回転子５０及び誘電体基板５１ａ及び５１ｂをそれぞれ別個に製造し、磁気回転子５０を基板５１ａ及び５１ｂの凹部６０ａ及び６０ｂによって合成される穴内に嵌合させた後、磁気回転子５０の入力端子、出力端子及びグランド電極を基板５１ａ及び５１ｂの入力端子５４、出力端子５５及びグランド電極にそれぞれ電気的に接続することによって非可逆回路素子が形成される。
【００３８】この構成によれば、磁気回転子５０の周囲空間を有効に使用することができ、非可逆回路素子の高さ方向の小型化に非常に有効である。また、励磁用永久磁石５２により作られる直流バイアス磁界の磁気回路をほぼ完全に閉じることができ、これにより磁気抵抗が低減されるため、この永久磁石５２自体を薄くすることができる。そのため、非可逆回路素子の高さ方向のさらなる小型化が可能となる。しかも本実施形態では、基板を２分割しているため、基板に機械的応力がかかった場合にも基板が割れる等の不都合を回避することができる。
【００３９】本実施形態における非可逆回路素子の具体的な製造工程は、誘電体基板を作成する際に、グリーンシートに磁気回転子が嵌合されるべき穴を打ち抜き型にて形成した後、所定の大きさに切断し、さらに各シートを中心部分で２分割した後に焼成する点を除いて、図２の実施形態の場合に準じるため、説明を省略する。
【００４０】なお、本実施形態では、誘電体基板が２分割されているが、誘電体基板を３以上の複数に分割してもよいことは明らかである。なお、磁気回転子５０の外側形状、及び磁気回転子５０が嵌合する基板側の穴の形状は図５に示した形状に限定されるものでないことは明らかである。また、基板５１ａ及び５１ｂとして誘電体によるセラミクス材料を用いているが、これは最も好ましい材料であり、その他のセラミクス材料として磁性体等を用いることも可能である。
【００４１】図７は本発明の非可逆回路素子のさらに他の実施形態を示す分解斜視図、図８はその非可逆回路素子の断面図、図９はその非可逆回路素子の基板部分の分解平面図である。
【００４２】これらの図において、７０は磁気回転子、７１はこの磁気回転子７０の側方にこの磁気回転子を取り囲むように配置した基板、７２は磁気回転子７０の上に載置される励磁用永久磁石、７３はヨークをそれぞれ示している。
【００４３】磁気回転子７０は、図２の実施形態における磁気回転子２０とほぼ同じ構成である。即ち、所定パターンの中心導体と共に一体的に焼成された絶縁性磁性体から主として構成されており、その側面には入力端子、出力端子及びグランド電極が、上下面にはグランド電極がそれぞれ形成されている。
【００４４】基板７１は、本実施形態においては第１、第２、第３及び第４の誘電体層７１ａ、７１ｂ、７１ｃ及び７１ｄが積層された多層の誘電体基板であり、その第１の誘電体層７１ａの上面には、入力端子７４、出力端子７５、アイソレーション端子７６、終端抵抗７７並びにグランド電極７８に接続されているグランド端子７８ａ、７８ｂ及び７８ｃが形成されており、その第４の誘電体層７１ｄの下面にはグランド電極７９が形成されている。さらに、中間層である第２の誘電体層７１ｂの上面には入力端子７４に接続されている第１の入力電極８１、出力端子７５に接続されている第１の出力電極８２、及びアイソレーション端子７６に接続されている第１のアイソレーション電極８３が形成されている。同じく中間層である第３の誘電体層７１ｃの上面にはグランド電極８４が形成されている。第４の誘電体層７１ｄの上面には入力端子７４に接続されている第２の入力電極８５、出力端子７５に接続されている第２の出力電極８６、及びアイソレーション端子７６に接続されている第２のアイソレーション電極８７が形成されている。グランド電極７８と第１の入力電極８１、第１の出力電極８２及び第１のアイソレーション電極８３との間、第１の入力電極８１、第１の出力電極８２及び第１のアイソレーション電極８３とグランド電極８４との間、グランド電極８４と第２の入力電極８５、第２の出力電極８６及び第２のアイソレーション電極８７との間、並びに第２の入力電極８５、第２の出力電極８６及び第２のアイソレーション電極８７とグランド電極７９との間で共振容量が得られる。この誘電体基板７１には、中央部に磁気回転子７０が嵌合されるべく開口形状が磁気回転子７０の平面外側形状にほぼ等しい穴８０が設けられている。
【００４５】磁気回転子７０及び誘電体基板７１をそれぞれ別個に製造し、磁気回転子７０を基板７１の穴８０内に嵌合させた後、磁気回転子７０の入力端子、出力端子及びグランド電極を基板７１の入力端子７４、出力端子７５及びグランド電極７９にそれぞれ電気的に接続することによって非可逆回路素子が形成される。
【００４６】この構成によれば、磁気回転子７０の周囲空間を有効に使用することができ、非可逆回路素子の高さ方向の小型化に非常に有効である。また、励磁用永久磁石７２により作られる直流バイアス磁界の磁気回路をほぼ完全に閉じることができ、これにより磁気抵抗が低減されるため、この永久磁石７２自体を薄くすることができる。そのため、非可逆回路素子の高さ方向のさらなる小型化が可能となる。
【００４７】以下、本実施形態における非可逆回路素子の具体的な製造工程を説明する。
【００４８】まず、磁気回転子７０用の磁性体グリーンシートを作成する。酸化イットリウム（Ｙ2 Ｏ3 ）と酸化鉄（Ｆｅ2 Ｏ3 ）とをモル比で３：５の割合で混合し、得られた混合粉を１２００℃で仮焼きする。仮焼きされた混合粉をボールミルにて粉砕し、有機バインダ及び溶剤を添加し、磁性体スラリーを作製する。得られた磁性体スラリーをドクターブレード法にて、グリーンシートに成形する。
【００４９】下層又は中間層のグリーンシートについては、グリーンシートにヴィアホール用の穴をパンチングマシーンで形成し、その後、グリーンシートに厚膜印刷法で中心導体パターンを形成する。このとき、ヴィアホールの充填も同時に行う。導体材料としては、例えばパラジウムペーストを使用する。
【００５０】上層のグリーンシートについては、グリーンシートに厚膜印刷法で中心導体パターンを形成する。導体材料としては、例えばパラジウムペーストを使用する。
【００５１】このようにして形成したグリーンシートを重ねて熱圧着し、積層体を得る。その後、この積層体を所定の大きさの所定の形状に切断し、１４８０℃で焼成する。
【００５２】次いで、焼成体の上下面、側面に銀ペーストを焼き付けることによってグランド電極、入力端子、出力端子を、銀ペーストを焼き付けることにより形成する。これにより磁性体及び中心導体が一体化して焼成された磁気回転子７０が得られる。
【００５３】一方、ガラスを主成分とした第１〜第４の誘電体層７１ａ〜７１ｄ用のグリーンシートをドクターブレード法にて作成する。第２の誘電体層７１ｂ用のグリーンシート上には、所定の共振容量が得られるように第１の入力電極８１、第１の出力電極８２及び第１のアイソレーション電極８３を印刷し、第３の誘電体層７１ｃ用のグリーンシート上にはグランド電極８４を印刷し、第４の誘電体層７１ｄ用のグリーンシート上には第２の入力電極８５、第２の出力電極８６及び第２のアイソレーション電極８７を印刷する。次いで、第１〜第４の誘電体層７１ａ〜７１ｄ用のグリーンシートを積層して熱圧着し積層体を得る。得られた積層体に、磁気回転子７０が嵌合されるべき穴８０を打ち抜き型にて形成した後、所定の大きさに切断し、９００℃で焼成する。焼成した積層体の最上面、最下面及び側面に入力端子７４、出力端子７５、アイソレーション電極７６、グランド電極７８、グランド端子７８ａ、７８ｂ及び７８ｃ並びにグランド電極７９を印刷し、さらに厚膜による終端抵抗７７を印刷し、焼成炉にて焼きつけて基板７１を形成する。この場合、グランド端子７８ａ、７８ｂ及び７８ｃとグランド電極８４とグランド電極７９とは互いに電気的に接続される。また、入力端子７４と第１及び第２の入力電極８１及び８５とは互いに電気的に接続され、出力端子７５と第１及び第２の出力電極８２及び８６とは互いに電気的に接続され、アイソレーション端子７６と第１及び第２のアイソレーション電極８３及び８７とは互いに電気的に接続される。
【００５４】次いで、上述した電極間で得られる共振容量の容量値を測定し、グランド電極７８及び７９をトリミングすることにより容量値を調整する。このように、磁気回転子の中心導体をこの基板７１に内蔵させないことにより、非可逆回路素子を組み立てる前に容量値を調節することができ、調整工程を非常に簡略化することが可能である。
【００５５】このようにして得られた磁気回転子７０を基板７１の穴８０内に嵌合させ、電気的接続を行った後、励磁用永久磁石７２及びヨーク７３を組み付けることにより非可逆回路素子を得ることができる。この非可逆回路素子は、共振容量が磁気回転子７０の周囲に効率よく形成されている。また、励磁用永久磁石７２と磁気回転子７０及びヨーク７３との間に非磁性物がないため、直流バイアス磁気回路が閉じている。これにより直流バイアス磁気回路の磁気抵抗を低下させることができる。さらに励磁用永久磁石７２を薄くすることができるため、素子全体を非常に薄くすることが可能になる。なお、磁気回転子７０の外側形状、及び磁気回転子７０が嵌合する穴８０の形状は図７及び図９に示した形状に限定されるものでないことは明らかである。また、基板７１として誘電体によるセラミクス材料を用いているが、これは最も好ましい材料であり、その他のセラミクス材料として磁性体等を用いることも可能である。
【００５６】図１０は本発明の非可逆回路素子のまたさらに他の実施形態を示す分解斜視図、図１１はその非可逆回路素子の断面図である。
【００５７】これらの図において、１００は磁気回転子、１０１ａ及び１０１ｂはこの磁気回転子１００の側方にこの磁気回転子を取り囲むように配置した基板、１０２は磁気回転子１００の上に載置される励磁用永久磁石、１０３はヨークをそれぞれ示している。
【００５８】磁気回転子１００は、図７の実施形態における磁気回転子７０とほぼ同じ構成である。即ち、所定パターンの中心導体と共に一体的に焼成された絶縁性磁性体から主として構成されており、その側面には入力端子、出力端子及びグランド電極が、上下面にはグランド電極がそれぞれ形成されている。
【００５９】基板１０１ａ及び１０１ｂは、本実施形態においては２分割された多層の誘電体基板である。基板１０１ａの上面には入力端子１０４、出力端子１０５、グランド端子１０８ａ及びグランド電極１０８が形成されており、基板１０１ｂの上面にはアイソレーション電極１０６、終端抵抗１０７、グランド端子１０８ｂ及び１０８ｃ、並びにグランド電極１０８が形成されており、基板１０１ａ及び１０１ｂの下面には図示されていないがグランド電極が形成されている。共振容量は、図９R>９の実施形態において述べた電極間で得られる。２分割された誘電体基板１０１ａ及び１０１ｂには、これらが合体した場合に、磁気回転子１００が嵌合されるべく開口形状が磁気回転子１００の平面外側形状にほぼ等しい穴となる凹部１１０ａ及び１１０ｂがそれぞれ設けられている。
【００６０】磁気回転子１００及び誘電体基板１０１ａ及び１０１ｂをそれぞれ別個に製造し、磁気回転子１００を基板１０１ａ及び１０１ｂの凹部１１０ａ及び１１０ｂによって合成される穴内に嵌合させた後、磁気回転子１００の入力端子、出力端子及びグランド電極を基板１０１ａ及び１０１ｂの入力端子１０４、出力端子１０５及びグランド電極にそれぞれ電気的に接続することによって非可逆回路素子が形成される。
【００６１】この構成によれば、磁気回転子１００の周囲空間を有効に使用することができ、非可逆回路素子の高さ方向の小型化に非常に有効である。また、励磁用永久磁石１０２により作られる直流バイアス磁界の磁気回路をほぼ完全に閉じることができ、これにより磁気抵抗が低減されるため、この永久磁石１０２自体を薄くすることができる。そのため、非可逆回路素子の高さ方向のさらなる小型化が可能となる。しかも本実施形態では、基板を２分割しているため、基板に機械的応力がかかった場合にも基板が割れる等の不都合を回避することができる。
【００６２】本実施形態における非可逆回路素子の具体的な製造工程は、誘電体基板を作成する際に、グリーンシートに磁気回転子が嵌合されるべき穴を打ち抜き型にて形成した後、所定の大きさに切断し、さらに各シートを中心部分で２分割した後に焼成する点を除いて、図７の実施形態の場合に準じるため、説明を省略する。
【００６３】なお、本実施形態では、誘電体基板が２分割されているが、誘電体基板を３以上の複数に分割してもよいことは明らかである。なお、磁気回転子１００の外側形状、及び磁気回転子１００が嵌合する基板側の穴の形状は図１０に示した形状に限定されるものでないことは明らかである。また、基板１０１ａ及び１０１ｂとして誘電体によるセラミクス材料を用いているが、これは最も好ましい材料であり、その他のセラミクス材料として磁性体等を用いることも可能である。
【００６４】以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【００６５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれば、共振容量、終端抵抗、入出力端子及びグランド端子の少なくとも１つが形成された基板が、磁気回転子の側方にこの磁気回転子を取り囲むように配置されているため、磁気回転子の周囲を有効に使用することができ、非可逆回路素子の高さ方向の小型化に非常に有効である。また、永久磁石により作られる直流バイアス磁界の磁気回路をほぼ完全に閉じることができ、これにより磁気抵抗が低減されるため、永久磁石を薄くすることができる。そのため、さらに非可逆回路素子の高さ方向の小型化が可能になる。もちろん、小型で高特性及び高信頼性を有しており、また共振容量の調整が可能である非可逆回路素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の非可逆回路素子の断面図である。
【図２】本発明の非可逆回路素子の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図３】図２の非可逆回路素子の断面図である。
【図４】図２の非可逆回路素子の基板部分の分解平面図である。
【図５】本発明の非可逆回路素子の他の実施形態を示す分解斜視図である。
【図６】図５の非可逆回路素子の断面図である。
【図７】本発明の非可逆回路素子のさらに他の実施形態を示す分解斜視図である。
【図８】図７の非可逆回路素子の断面図である。
【図９】図７の非可逆回路素子の基板部分の分解平面図である。
【図１０】本発明の非可逆回路素子のまたさらに他の実施形態を示す分解斜視図である。
【図１１】図１０の非可逆回路素子の断面図である。
【符号の説明】
２０、５０、７０、１００ 磁気回転子
２１、５１ａ、５１ｂ、７０、１０１ａ、１０１ｂ 基板
２２、５２、７２、１００ 励磁用永久磁石
２３、５３、７３、１０３ ヨーク
２４、５４、７４、１０４ 入力端子
２５、５５、７５、１０５ 出力端子
２７、５７、７７、１０７ 終端抵抗
２８、５８、７８ａ、７８ｂ、７８ｃ、１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ グランド端子
２９、７８、７９、１０８ グランド電極
３０、８０ 穴
６０ａ、６０ｂ、１１０ａ、１１０ｂ 凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】 所定パターンを有する中心導体及び該中心導体と一体的に焼成された絶縁性磁性体を含む磁気回転子と、共振容量、終端抵抗、入出力端子及びグランド端子の少なくとも１つが形成されており、前記磁気回転子の側方に該磁気回転子を取り囲むように配置されかつ該磁気回転子と電気的に接続された少なくとも１つの基板とを備えたことを特徴とする非可逆回路素子。
【請求項２】 前記基板が、セラミクス単層基板であることを特徴とする請求項１に記載の非可逆回路素子。
【請求項３】 前記基板が、セラミクス多層基板であることを特徴とする請求項１に記載の非可逆回路素子。
【請求項４】 前記基板が、前記磁気回転子の側方に配置された単一の基板からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の非可逆回路素子。
【請求項５】 前記基板が、前記磁気回転子の側方に配置された複数の基板からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の非可逆回路素子。
【請求項６】 所定パターンを有する中心導体及び該中心導体と一体的に焼成された絶縁性磁性体を含む磁気回転子と共振容量、終端抵抗、入出力端子及びグランド端子の少なくとも１つを有する基板とをそれぞれ別個に形成した後、前記磁気回転子の側方に該磁気回転子を取り囲むように前記基板を配置し、該磁気回転子と該基板とを電気的に接続することを特徴とする非可逆回路素子の製造方法。
【請求項１】 所定パターンを有する中心導体及び該中心導体と一体的に焼成された絶縁性磁性体を含む磁気回転子と、共振容量、終端抵抗、入出力端子及びグランド端子の少なくとも１つが形成されており、前記磁気回転子の側方に該磁気回転子を取り囲むように配置されかつ該磁気回転子と電気的に接続された少なくとも１つの基板とを備えたことを特徴とする非可逆回路素子。
【請求項２】 前記基板が、セラミクス単層基板であることを特徴とする請求項１に記載の非可逆回路素子。
【請求項３】 前記基板が、セラミクス多層基板であることを特徴とする請求項１に記載の非可逆回路素子。
【請求項４】 前記基板が、前記磁気回転子の側方に配置された単一の基板からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の非可逆回路素子。
【請求項５】 前記基板が、前記磁気回転子の側方に配置された複数の基板からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の非可逆回路素子。
【請求項６】 所定パターンを有する中心導体及び該中心導体と一体的に焼成された絶縁性磁性体を含む磁気回転子と共振容量、終端抵抗、入出力端子及びグランド端子の少なくとも１つを有する基板とをそれぞれ別個に形成した後、前記磁気回転子の側方に該磁気回転子を取り囲むように前記基板を配置し、該磁気回転子と該基板とを電気的に接続することを特徴とする非可逆回路素子の製造方法。
【図１】
【図３】
【図６】
【図２】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図９】
【図３】
【図６】
【図２】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図９】
【公開番号】特開平１０−１７８３０４
【公開日】平成１０年（１９９８）６月３０日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平９−２５６２４０
【出願日】平成９年（１９９７）９月５日
【出願人】（０００００３０６７）ティーディーケイ株式会社 (7,238)
【公開日】平成１０年（１９９８）６月３０日
【国際特許分類】
【出願日】平成９年（１９９７）９月５日
【出願人】（０００００３０６７）ティーディーケイ株式会社 (7,238)
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