CN101557026B - 铁氧体磁铁元件、不可逆电路元件及复合电子部件的制法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铁氧体磁铁的制造方法、不可逆电路元件的制造方法及复合电子部件的制造方法。其中在由具有在相互电绝缘的状态下交叉配置的第一及第二中心电极的铁氧体(32)和向该铁氧体(32)施加直流磁场的永久磁铁(41)构成的铁氧体磁铁元件(30)的制造方法、含有铁氧体磁铁元件(30)的隔离器(1)或复合电子部件的制造方法中，在铁氧体(32)的主面上粘接固定了永久磁铁(41)的状态下，利用测量夹具及磁力调整装置调整该永久磁铁(41)的磁力。因此，可以节省匹配电路元件或功率放大器等搭载部件的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及铁氧体磁铁元件的制造方法、具备该铁氧体磁铁元件的不可逆电路元件的制造方法、及具备该不可逆电路元件的复合电子部件的制造方法。
背景技术
以前，隔离器或循环器等不可逆电路元件具有以下特性，即：仅在预先设定的特定方向上传输信号，而在相反的方向上不进行传输。利用这一特性，如隔离器被应用于汽车电话、移动电话等的移动通信机器的发送电路部。
一般，在这种不可逆电路元件中，备有：形成有中心电极的铁氧体和向其施加直流磁场的永久磁铁构成的铁氧体磁铁元件、或者电阻或电容器(电容)构成的规定的匹配电路元件。另外，以模块的方式提供：具备多个不可逆电路元件的复合电子部件、或具备不可逆电路元件和功率放大器元件的复合电子部件等。
但是，在上述不可逆电路元件或复合电子部件中，有必要测量并调整其电特性。在专利文献1中，公开了：对于电容或电阻而言，在连接到中心电极之前，选择规定的电容值、电阻值或通过微调等调整为规定值；对于中心电极而言，在作为不可逆电路元件进行组装之后，进行磁力调整。另外，在专利文献2中公开了：将不可逆电路元件和功率放大器组装为整体部件后，调整永久磁铁的磁通量密度。
但是，在不可逆电路元件或含有其复合电路元件中，设有中心电极的铁氧体或永久磁铁的特性的偏差、尤其是永久磁铁的磁力的偏差所引起的特性波动较大。并且，根据这一主要原因，中心电极的电感大大偏离规定值，会产生不能调整的产品。因此，在组装了匹配电路元件或者组合了功率放大器的阶段中进行磁力调整的以往的制造方法中，具有以下问题：当出现不能调整的产品时，则不得不将该不能调整的产品废弃，于是匹配电路元件或功率放大器等造成浪费。
[专利文献1]日本特开2002-299914号公报
[专利文献2]日本特开2005-117500号公报
发明内容
本发明的目的在于：提供一种能够节省匹配电路元件或功率放大器等搭载部件的浪费的铁氧体磁铁元件的制造方法、不可逆电路元件的制造方法及复合电子部件的制造方法。
为了实现上述目的，本发明的第一方式的铁氧体磁铁元件的制造方法，其中铁氧体磁铁元件具备：铁氧体，其具有在相互电绝缘的状态下交叉配置的多个中心电极；和永久磁铁，其向该铁氧体施加直流磁场，该制造方法的特征在于，在上述铁氧体的主面上粘接固定了上述永久磁铁的状态下，利用测量夹具及磁力调整装置调整该永久磁铁的磁力。
本发明的第二方式的不可逆电路元件的制造方法，其中不可逆电路元件包含铁氧体磁铁元件，上述铁氧体磁铁元件具备：铁氧体，其具有在相互电绝缘的状态下交叉配置的多个中心电极；和永久磁铁，其向该铁氧体施加直流磁场，该制造方法的特征在于：在上述铁氧体的主面粘接固定了上述永久磁铁的状态下，利用测量夹具及磁力调整装置调整该永久磁铁的磁力，在上述调整之后组装铁氧体磁铁元件和其他元件。
本发明的第三方式的复合电子部件的制造方法，其中复合电子部件包含铁氧体磁铁元件，上述铁氧体磁铁元件具备：铁氧体，其具有在相互电绝缘的状态下交叉配置的多个中心电极；和永久磁铁，其向该铁氧体施加直流磁场，该制造方法的特征在于：在上述铁氧体的主面上粘接固定上述永久磁铁的状态下，利用测量夹具及磁力调整装置调整该永久磁铁的磁力，在上述调整之后，组装铁氧体磁铁元件和其他元件。
根据本发明，在作为电特性变动的主要原因的铁氧体磁铁元件的阶段内，因为调整永久磁铁的磁力，所以能够事先排除不能调整的铁氧体磁铁元件，能够节省之后组装的匹配电路元件或功率放大器等搭载部件的浪费。
附图说明
图1是表示含有本发明制造出的铁氧体磁铁元件的不可逆电路元件(二端口型隔离器)的分解立体图。
图2是表示带有中心电极的铁氧体的立体图。
图3是表示上述的铁氧体的基体的立体图。
图4是表示铁氧体磁铁元件的分解立体图。
图5是表示二端口型隔离器的一个电路例的等效电路图。
图6是表示制造工序的流程图。
图7是表示磁力调整装置的概略构成图。
图8是表示设于测量夹具上的测量用电极的俯视图。
图9是表示本发明制造出的复合电子部件的第一例的立体图。
图10是表示上述第一例的电路构成的框图。
图11是表示本发明制造出的复合电子部件的第二例的立体图。
图12是表示本发明制造出的复合电子部件的第三例的立体图。
图中：1、1A、1B-隔离器，20-基板，30-铁氧体磁铁元件，32-铁氧体，35-第一中心电极，35b、35c、36p-端部电极，36-第二中心电极，41-永久磁铁，60-磁力调整装置，62-测量夹具，71～76-测量用电极，80、90、95-复合电子部件，81、81A、81B-功率放大器，P1-输入端口，P2-输出端口，P3-接地端口，A、B、C-电接触部。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明涉及的铁氧体磁铁元件的制造方法、不可逆电路元件的制造方法及复合电子部件的制造方法的实施例进行说明。
(铁氧体磁铁元件及隔离器，参照图1～5)
在图1中示出作为不可逆电路元件的一个实施例的两端口型隔离器1的分解立体图。该二端口型隔离器1是集总常数型隔离器，大致由：基板20、以及铁氧体32与一对永久磁铁41构成的铁氧体磁铁30构成。
如图2所示，铁氧体32中在正反的主面32a、32b内形成有相互电绝缘的第一中心电极35及第二中心电极36。这里，铁氧体32形成为具有相互对置且平行的第一主面32a及第二主面32b的长方体形状。
另外，永久磁铁41以对于铁氧体32而言将直流磁场施加在与主面32a、32b大致垂直的方向上的方式，例如借助环氧系的粘接剂，与主面32a、32b进行粘接(参照图4)，形成铁氧体磁铁30。永久磁铁41的主面41a与上述铁氧体32的主面32a、32b是相同尺寸，以相互的外形一致的方式使主面32a、41a、主面32b、41a彼此之间对置配置。
第一中心电极35由导体膜形成。即，如图2所示，该第一中心电极35，在铁氧体32的第一主面32a内从右下方立起而分叉为两根的状态下，在左上方相对于长边以较小的角度倾斜形成；向左上方立起，经由上表面32c上的中继用电极35a绕到第二主面32b，在第二主面32b中，以在透视状态下和第一主面32a重叠的方式分叉为两根的状态形成，其一端连接着形成于下表面32d的连接用电极35b。另外，第一中心电极35的另一端连接着形成于下表面32d的连接用电极35c。由此，第一中心电极35在铁氧体32上绕线一圈。并且，第一中心电极35和以下说明的第二中心电极36之间形成绝缘膜，相互以绝缘的状态交叉。中心电极35、36的交叉角根据需要来设定，以调整输入阻抗或插入损耗。
第二中心电极36由导体膜形成。该第二中心电极36，首先将第0.5圈36a在第一主面32a中从右下方向左上方相对于长边以较大的角度倾斜并以与第一中心电极35交叉的状态形成，经由上表面32c上的中继用电极36b绕到第二主面32b，该第一圈36c在第二主面32b内以几乎垂直地和第一中心电极35交叉的状态形成。第一圈36c的下端部经由下表面32d的中继用电极36d绕到第一主面32a，该第1.5圈36e在第一主面32a中以和第0.5圈36a平行且和第一中心电极35交叉的状态形成，经由上表面32c上的中继用电极36f绕到第二主面32b。以下同样，第2圈36g、中继用电极36h、第2.5圈36i、中继用电极36j、第3圈36k、中继用电极36l、第3.5圈36m、中继用电极36n、第4圈36o分别形成于铁氧体32的表面。另外，第二中心电极36的两端分别连接着形成于铁氧体32的下表面32d的连接用电极35c、36p。并且，连接用电极35c可以被共用为第一中心电极35及第二中心电极36各自的端部的连接用电极。
另外，连接用电极35b、35c、36p或中继用电极35a、36b、36d、36f、36h、36j、36l、36n，是在铁氧体32的上下表面32c、32d上形成的凹部37(参照图3)内涂敷或填充银、银合金、铜、铜合金等的电极用导体而形成的。另外，上下表面32c、32d内，和各种电极平行地还形成有虚设凹部38，并且形成虚设电极39a、39b、39c。这种电极是通过在母铁氧体基板上预先形成贯通孔，用电极用导体填充该贯通孔后，在截断贯通孔的位置进行切割而形成的。再有，各种电极也可在凹部37、38中作为导体膜而形成。
作为铁氧体32，利用YIG铁氧体等。第一及第二中心电极35、36或各种电极作为银或银合金的厚膜或薄膜，以印刷、转印、光刻等的加工方法形成。作为中心电极35、36的绝缘膜，能够利用玻璃或氧化铝等的电介质厚膜、聚酰胺等的树脂膜。这些也以印刷、转印、光刻等的加工方法形成。
再有，能够将铁氧体32、绝缘膜及各种电极用磁性体材料一体烧制。这种情况下，各种电极采用耐高温烧制的Pd，Ag或Pd/Ag。
永久磁铁41通常利用锶系、钡系、镧-钴系的铁氧体磁铁。作为粘接永久磁铁41和铁氧体32的粘接剂42，优选利用单质性的热固化型环氧树脂粘接剂。
基板20由与通常的印刷布线电路基板同种的材料构成，其表面形成有：用于安装上述铁氧体磁铁元件30或芯片类型的匹配电路元件C1、C2、CS1、CS2、R的端子电极21a、21b、21c、22a～22j；或输入输出用电极；接地电极(图中未表示)。
上述铁氧体磁铁元件30载置在基板20上，铁氧体32的下表面32d的电极35b，35c，36p和基板20上的端子电极21a，21b，21c被逆流焊接为一体，并且永久磁铁41的下表面通过粘结剂粘接在基板20上而被一体化。另外，匹配电路元件C1、C2、CS1、CS2、R和基板20上的端子电极22a～22j被逆流焊接。
(电路构成，参见图5)
这里，在图5的等效电路中示出上述隔离器1的一个电路例。输入端口P1经由匹配用电容CS1，连接到匹配用电容C1和终端电阻R，匹配用电容CS1连接第一中心电极35的一端。第一中心电极35的另一端及第二中心电极36的一端，连接到终端电阻R及电容C1、C2，并且经由电容CS2连接到输出端口P2。第二中心电极36的另一端及电容C2被连接到接地端口P3。
在由以上的等效电路构成的二端口型隔离器1中，因为第一中心电极35的一端连接到输入端口P1，另一端连接到输出端口P2，第二中心电极36的一端连接到输出端口P2，另一端连接到接地端口P3，所以可以得到插入损耗小的二端口型集总常数型隔离器。此外，动作时，第二中心电极36中流入大的高频率电流，第一中心电极35几乎没有高频率电流流入。
另外，通过用粘接剂将铁氧体32和一对永久磁铁41一体化，从而铁氧体磁铁元件30在机械上变得稳定，成为震动或攻击也没有破损的坚固的隔离器。
(制造工序，参照图6)
其次，参照图6对上述隔离器1的制造工序的概略进行说明。首先，制造铁氧体磁铁元件30(步骤S1)，对制造出的铁氧体磁铁元件30进行永久磁铁41的磁力调整、选择(步骤S2)。关于磁力调整将在以下进行说明。这里排除不能调整的次品。
关于匹配电路元件，到该阶段为止选择具有规定的特性值的元件，将上述铁氧体磁铁30和匹配电路元件配置在基板20上(步骤S3)。并且在逆流炉中进行焊接(步骤S4)，针对制造出的隔离器1，测量其特性，这里排除次品。
(磁力调整，参照图7及图8)
针对铁氧体磁铁30的磁力调整利用图7所示的磁力调整装置60进行。磁力调整装置60具备：与网络分析器连接的测量夹具62；由线圈构成的磁通量生成装置63及其电源装置64。
测量夹具62具备：由图8所示的图案构成的测量用电极71、72、73、74、75、76。测量用电极71、72之间配置有匹配用电容CS1，测量用电极72、73之间配置有匹配用电容C1和终端电阻R，测量用电极73、74之间配置有匹配用电容C2，测量用电极73，75之间配置有匹配用电容CS2。此外，配置有测量夹具62的这些匹配电路元件是被设定为规定的特性值的测量专用的元件。
铁氧体磁铁元件30，在测量夹具62的图案上，作为第一中心电极35的一端的电极35b与测量用电极72的A部电连接，作为第一中心电极35的另一端且作为第二中心电极36的一端的电极35c与测量用电极73的B部电连接，作为第二中心电极36的另一端的电极36p与测量用电极76的C部电连接。接触部A、B、C也示出在图5的等效电路上，通过将铁氧体磁铁元件30设置在测量夹具62上，从而构成隔离器1的电路。在这种状态下，通过连接有输入输出端口P1、P2的网络分析器61测量特性，根据测量值驱动磁通量生成装置63，使所需要的磁通量作用，调整永久磁铁41的磁力。
即，调整将铁氧体磁铁30组装到测量夹具62上的状态下的电特性(输入输出阻抗)。更具体的是，调整永久磁铁41的偏置电压磁场(磁通量密度)。调整永久磁铁41的磁通量密度是从外部向永久磁铁41施加磁通量的电方法。
作为第一种方法，利用磁通量生成装置63产生直流磁场并施加于永久磁铁41上，根据需要提高该直流磁场的强度后去除，此时，将永久磁铁41的残留磁通量密度提高到必要的程度。作为第二种方法，利用磁通量生成装置63产生非常高的直流磁场，将该直流磁场施加于永久磁铁41上后去除，将永久磁铁41的残留磁通量密度提高到比所需值更高的值(饱和的程度)。随后，使磁通量生成装置63产生反方向的直流磁场并施加于永久磁铁41上，将永久磁铁41残留的磁通量密度降低到所需值为止。
铁氧体磁铁元件30如上所述，有时会在设有中心电极35、36的铁氧体32的主面32a、32b上粘接了永久磁铁41的状态下提供给用户。用户对所提供的铁氧体磁铁元件30组装入必要的匹配电路，制造不可逆电路元件。或者，制造组合了该不可逆电路元件和功率放大器的模块(复合电子部件80，参照图9)。或者，制造组合了两个不可逆电路元件的模块(复合电子部件90，参照图11)。或者，制造组合了一对不可逆电路元件和一对功率放大器的模块(复合电子部件95，参照图12)。
由此，铁氧体磁铁元件30在铁氧体32的主面32a、32b上粘接固定有永久磁铁41的状态下，利用上述测量夹具62及磁力调整装置60调整永久磁铁41的磁力，因此在组装到各种模块时，作为电特性变动的主要原因的永久磁铁41的磁力已经调整完毕且不能调整的铁氧体磁铁元件30已经被排除，故能够节省组装到模块中的匹配电路元件或功率放大器等搭载部件的浪费。
并且，作为测量夹具62，因为使用具备：具有与中心电极35、36的端部对应的电接触部A、B、C的测量用电极71～76、和规定的匹配电路元件的夹具，所以能够极其简单地测量特性。另外，在与铁氧体32的主面32a、32b正交的面32d中，因为形成有中心电极35、36的端部电极35b、35c、36p，所以与上述测量电极71～76的连接极其容易。
(复合电子部件的第一例，参照图9及图10)
图9示出复合电子部件的第一例。该复合电子部件80是将上述隔离器1、功率放大器81安装在印刷布线电路基板82上并构成为模块的部件。功率放大器81的周围还安装有芯片类型的必要的电路元件83a～83f。即使在复合电子部件80的制造工序中，在制造了铁氧体磁铁元件30的阶段内，利用上述磁力调整装置60调整永久磁铁41的磁力。这一点，在以下说明的第二例及第三例中也同样。
图10示出了复合电子部件80的电路构成。阻抗匹配电路86的输出被输入到高频功率放大器81中，其输出经由阻抗匹配电路85而被输入到隔离器1中。
(复合电子部件的第二例，参照图11)
图11示出了复合电子部件的第二例。该复合电子部件90是将隔离器1A、1B安装在印刷布线电路基板91上并构成为模块的部件。隔离器1A、1B和上述隔离器1同样构成，隔离器1A例如用于800MHz的频带，隔离器1B例如2GHz的频带。
一般的，800MHz或2GHz的隔离器的最佳动作磁场不同，磁力调整量也不同。若搭载有动作频带不同的隔离器1A、1B，则在组装后的复合电子部件的阶段内，分别对隔离器1A、1B进行磁力调整很困难。与此相对，在本实施例中，因为在制作出铁氧体磁铁元件30的状态下分别进行磁力调整，所以调整容易，而且能得到最佳的特性。该效果即使在如下说明的第三例中也同样。
(复合电子部件的第三例，参照图12)
图12示出了复合电子部件的第三例。该复合电子部件95是将隔离器1A和功率放大器81A的组、以及隔离器1B和功率放大器81B的组分别安装在印刷布线电路基板96上并构成为模块的部件。
(其他实施例)
此外，本发明涉及的铁氧体磁铁的制造方法、不可逆电路元件的制造方法及复合电子部件的制造方法并不限定于上述的实施例，在其主旨的范围内可以做各种变更。
特别是，匹配电路的构成是任意的，也可以将至少一个匹配电路元件内藏于基板中。另外，在铁氧体磁铁元件中，即使将铁氧体和永久磁铁烧成为一体也可以，永久磁铁也可只粘接固定在隔离器的一个主面上。另外，在铁氧体磁铁元件上也可配置平板状的偏转线圈(yoke)。
Claims (13)
1.一种铁氧体磁铁元件的制造方法，该铁氧体磁铁元件具备：
铁氧体，其具有在相互电绝缘的状态下交叉配置的多个中心电极；和
永久磁铁，其向该铁氧体施加直流磁场，
在所述铁氧体的主面上粘接固定了所述永久磁铁的状态下，将所述铁氧体磁铁元件组装到测量夹具，通过调整该铁氧体磁铁元件的电特性，从而利用所述测量夹具及磁力调整装置来调整该永久磁铁的磁力。
2.根据权利要求1所述的铁氧体磁铁元件的制造方法，其特征在于，作为所述测量夹具使用具有与所述中心电极的端部对应的电接触部和规定的匹配电路元件的夹具。
3.根据权利要求1所述的铁氧体磁铁元件的制造方法，其特征在于，所述永久磁铁被粘接固定在所述铁氧体的两个主面上。
4.根据权利要求2所述的铁氧体磁铁元件的制造方法，其特征在于，所述永久磁铁被粘接固定在所述铁氧体的两个主面上。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的铁氧体磁铁元件的制造方法，其特征在于，所述永久磁铁被粘接在所述铁氧体的主面上。
6.根据权利要求1～4中任意一项所述的铁氧体磁铁元件的制造方法，其特征在于，在与所述铁氧体的所述主面正交的面内形成有所述中心电极的端部电极。
7.根据权利要求5所述的铁氧体磁铁元件的制造方法，其特征在于，在与所述铁氧体的所述主面正交的面内形成有所述中心电极的端部电极。
8.一种不可逆电路元件的制造方法，该不可逆电路元件包含铁氧体磁铁元件，其中所述铁氧体磁铁元件具备：
铁氧体，其具有在相互电绝缘的状态下交叉配置的多个中心电极；和
永久磁铁，其向该铁氧体施加直流磁场，
在所述铁氧体的主面上粘接固定了所述永久磁铁的状态下，将所述铁氧体磁铁元件组装到测量夹具，通过调整该铁氧体磁铁元件的电特性，从而利用所述测量夹具及磁力调整装置来调整该永久磁铁的磁力，
在所述调整之后，组装铁氧体磁铁元件和其他元件。
9.根据权利要求8所述的不可逆电路元件的制造方法，其特征在于，作为所述测量夹具，使用具有与所述中心电极的端部对应的电接触部和规定匹配电路元件的夹具。
10.根据权利要求8或9所述的不可逆电路元件的制造方法，其特征在于，在与所述铁氧体的所述主面正交的面内形成有所述中心电极的端部电极。
11.一种复合电子部件的制造方法，该复合电子部件包含铁氧体磁铁元件，其中所述铁氧体磁铁元件具备：
铁氧体，其具有在相互电绝缘的状态下交叉配置的多个中心电极；和
永久磁铁，其向该铁氧体施加直流磁场，
在所述铁氧体的主面上粘接固定了所述永久磁铁的状态下，将所述铁氧体磁铁元件组装到测量夹具，通过调整该铁氧体磁铁元件的电特性，从而利用所述测量夹具及磁力调整装置来调整该永久磁铁的磁力，
在所述调整之后，组装铁氧体磁铁元件和其他元件。
12.根据权利要求11所述的复合电子部件的制造方法，其特征在于，作为所述测量夹具，使用具有与所述中心电极的端部对应的电接触部和规定的匹配电路元件的夹具。
13.根据权利要求11或12所述的复合电子部件的制造方法，其特征在于，在与所述铁氧体的所述主面正交的面内形成有所述中心电极的端部电极。
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