CN1111075A - 不可逆电路元件 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是制取一种无论匹配电容值有多 大都可加以小型化的不可逆电路元件。环行器1具 有中心电极16a和用以形成匹配电容的多层基片 3。多层基片3是通过将配备有中心电极或匹配电 容电极的绝缘片彼此推叠起来然后整体烧制构成 的。匹配电容是通过将多个由一对电容电极固定的 绝缘片堆叠起来形成的堆叠式电容部件并联起来构 成的。在多层基片3的上表面面对中心电极16a的 位置开有一个用以承接铁氧体构件4的第一凹口26 和一个用以承接永久磁铁5的第二凹口25，铁氧体 构件4和永久磁铁5就分别装入这两个凹口中。

Description

技术领域

本发明涉及VHF（甚高频）、UHF（特高频）和SHF（超高频）诸频带中使用的一种不可逆电路元件，例如环行器或单向器;更具体地说，步及一种能加以小型化、减轻重量和降低造价的构件。

背景技术

通常，象单向器或环行器之类只能在一个传输方向上让信号通过、防止信号反向传输的不可逆元件是诸如便携式电话或汽车电话之类的流动通信设备不可或缺的传输电路部件。在这类用途中，不可逆元件要求小型化和减轻重量。此外，为了激发需求量，须要降低造价。为满足这些要求，有人提出过一种配备有中心电极、匹配电路电极等的单向元件，这些电极都密集配置在绝缘基片上。图8和图9示出了具有这类结构的环行器的一个例子。图9示出了环行器的剖面结构，图8主要示出了绝缘基片的结构。一般的环行器100器包括配置在金属座101内的绝缘基片107～109、铁氧体构件104和磁铁106。铁氧体构件104通过接地板105与金属座101的底表面相连接。绝缘基片107～109配置的位置使设在其上的中心电极102面对着铁氧体构件104。此外，磁铁106粘附在金属座101的上部内表面，面对着各中心电极102。该磁铁106把直流磁场加到铁氧体构件104上。

如图8所示，中心电极102、电容电极110和接地电极111都在由三个绝缘基片107至109组成的叠片中形成。这样的多层基片是通过下列工序制成的：首先，将各陶瓷绿片烧制成相应的基片107～109，然后按一定的图形在相应基片107～109的一侧的主表面上形成中心电极102、电容电极110和接地电极111，同时按一定的图形在另一侧的主表面上形成接地电极112并烘干。接着，堆叠已配备有电极的绝缘基片107至109，并将它们压实。接下去，借助于通孔电极113将接地电极111和112彼此连接起来。各电容电极110都配备有外电极114，这些外电极与各输入/输出端子连接。在这种多层结构中，匹配电容由电容电极110、绝缘基片107至109和接地电极112形成。

在一般的环行器中，匹配电容是在彼此相交的三个中心电极102周围形成，因而使整个元件小型化。

但在上述结构中，由于要确保匹配电容的电容值，元件的小型化受到限制。就是说，匹配电容的电容值由电容电极110和接地电极112相对面的面积确定。因此，若所要求的电容值增加，必须增加电容电极110的电极面积。这样，绝缘基片107～109的基片面积也增加，从而使整个元件的体积增加。换句话说，元件的体积大小受到所要求电容值的限制。

另外，一般的结构需要两个烧制工序来烧制各陶瓷绿片和烘干基片上呈一定图形的电极，从而提高了制造成本。此外，装配作业复杂，包括磁铁106、铁氧体构件104等在金属座101中的定位和固定，这些工序都是彼此独立的，因而使制造成本提高。

发明目的

本发明的目的是提供体积能加以缩小的一种不可逆电路元件。

发明的公开内容

按照本发明的广阔涉及面，本发明的不可逆电路元件包括一个多层基片、多个中心电极、一个匹配电容、一个磁体和一个磁铁。多层基片是将多层绝缘层彼此堆叠起来形成的。多个中心电极设置在多层基片中，在电气上彼此绝缘的状坊下彼此相交。匹配电容的多个电容部件在多层基片中堆叠着，与每一个中心电极相连接。磁体面对各中心电极设置。磁铁则用来将直流磁场加到各中心电极上。

按照这种结构，只要适当调整堆叠在多层基片上的电容部件的数目就可以确保匹配电容所要求的电容值。这样就可以增加匹配电容的电容值而无须扩大多层基片平面区的面积，从而可以缩小不可逆电路元件的平面大小，进而使元件小型化。

本发明的另一个目的是提供既可以小型化又可以降低造价的不可逆电路元件。

在按本发明另一方面的不可逆电路元件中，多层基片是通过将彼此堆叠着的多层绝缘层烧固制成一个整体形成的。

按照这种结构，通过一次烧制工序就可以使多层基片形成一个整体。因此，烧制工序的次数比上述一般不可逆电路元件少，因而降低制造成本。

在按本发明另一方面的不可逆电路元件中，第一固定部分在多层基片上形成，用以将磁体面对着各中心电极固定就位，因而磁体是由这个第一固定部分固定的。

按照这种结构，只要将磁体装设在多层基片的第一固定部分就可以自动设定磁体相对于中心电极的相对位置。这样就可以取消复杂的定位工序，从而降低制造成本。

在按本发明的另一方面的不可逆电路元件中，在多层基片中还形成第二固定部分，用以将磁铁面对着各中心电极固定就位，因而磁铁是由这个第二固定部分固定的。

按照这种结构，只要把磁铁装设在多层基片的第二固定部分上就能自动设定磁铁与各中心电极的位置关系。这样就可以取消复杂的定位工序，从而降低制造成本。

本发明的上述多个中心电极也可以在多层基片的不同高度形成。在此情况下，上述多个中心电极可以在用整体烧制技术制取多层基片时在不同的绝缘层表面上形成。

此外，上述中心电极还可以这样形成：第一中心电极各部分配置在基片一个绝缘层的一个表面上，第二中心电极各部分配置在另一个表面上，各通孔导电部分在绝缘层中形成，用以将第一和第二中心电极各部分彼此电连接起来。在此情况下，上述通孔导电部分可以在用整体烧制技术制取多层基片时在一个绝缘层上形成，使第一和第二中心电极部分在绝缘层的上表面和下表面形成，或者可以令第一中心电极部分在设有通孔导电部分的绝缘层的一个表面上形成，使第二中心电极部分在另一绝缘层与该绝缘层另一表面接触的一个表面上形成。附图的简单说明

图1是本发明第一实施例的一个环行器的部件分解斜视图，示出了环行器的结构。

图2是图1环行器结构的剖视图。

图3是本发明第一实施例的环行器中所设的多层基片结构的部件分解斜视图。

图4是说明图3所示多层基片的结构的示意图。

图5是示出本发明第二实施例环形器的结构的部件分解斜视图。

图6是示出本发明第二实施例环形器的结构的剖视图。

图7是说明本发明一个修改方案的环行器各主要部分的部件分解斜视图。

图8是示出构成一般环行器的多层基片的结构的部件分解斜视图。

图9是示出一般环行器的结构的剖视图。

发明的最佳实施例

现在，为了解本发明的内容，参照附图说明本发明不可逆电路元件的一些实施例。

第一实施例

图1至图4示出了本发明第一实施例集中参数式环行器的结构。参看图1，环行器1有一个多层基片3、一个下座2和一个上座6。下座2和上座6由磁性金属制成，两者分别从上下方向将多层基片3封包起来，形成盒形。

多层基片3靠近上座6的上部分开有用以承接铁氧体构件4的第一凹口26和用以承接永久磁铁5的第二凹口25，多层基片3靠近下座2的两端则形成有凸出部分7、7。这些凸出部分7、7从上座6与下座2之间的间隙突出来，从而使外电极8a至8c和9a至9c在外部露出来，分别作为输入/输出端子和接地端子。环行器1装配到电路板上时，外电极8a至8c和9a至9c就与电极板上的电极线相连接。

铁氧体构件4装在多层基片3的第二凹口25中。另一方面，永久磁铁5则装在铁氧体构件4上方的第二凹口25中，接地板27介于永久磁铁5与铁氧体构件4之间。

如图3和图4中所示的那样，多层基片3是用整体烧制法烧制许多绝缘层形成的烧结体，烧结体中埋设有各电极。这里，为便于说明起见，将仍然处于未烧制的每一个绝缘层都用参考编号表示，说明各部分的结构。首先，参看图4，多层基片3主要分为六层，识别为L1～L6。第一层L1由例如两个第一绝缘片12构成，其上开有用以承接永久磁铁5的第二凹口25。第一绝缘片12的中心部分开有孔12a，孔12a的大小取得使其可以承接永久磁铁5。

第二层L2由例如两个第二绝缘片13构成，其上开有用以承接铁氧体构件4的第一凹口26。第二绝缘片13的中心部分开有孔13a，孔13a的大小取得使其可以承接铁氧体构件4。

第三层L3主要用以形成匹配电容，由设有接地电极14a的绝缘片14和设有电容电极15a～15c的第四绝缘片15交替堆叠构成。各接地电极14a由各第三绝缘片14除中心部分以外的几乎整个表面构成，在第三绝缘片14的一侧边缘上有向外引出部分14b，在第三绝缘片14的另一侧边缘上有两个向外引出部分14b。这些向外引出部分14b分别与外电极8b、9a和9c相连接。

电容电极15a～15c在各第四绝缘片15上每隔120度角一个地均匀配置。一个电容部件由一个电容电极，例如15a、一个绝缘片14或15和一个接地电极14a组合而成。许多这种电容部件堆叠在该第三层L3上。堆叠的电容部件数根据所要求的匹配电容的电容值来确定。

第四层L4由设有中心电极16a的三块第五绝缘片16构成。此外，第五绝缘片16同时也用作构成上述电容部件的绝缘片。各中心电极16a有两条在第五绝缘片16表面的中心部分彼此平行延伸的线路。中心电极16a设在三个第五绝缘片16上，各个配置得彼此相交成120度角。构成上述一个电容部件的一个电容电极16b与各中心电极16a的一端相连接。各中心电极16a的另一端则与接地电极16c相连接。

各电容电极16b配备有向外引出的电极16d，分别与外电极8a、8c和9b相连接。此外，在各接地电极16c上形成的向外引出部分16e分别与外电极8b、9a、9c相连接。

在第五层L5中，多个设有接地电极14a的第四绝缘片14彼此堆叠着。最下面的第四绝缘片14堆置得使接地电极14a朝下。

在形成有两个凸出部分7、7的第六层L6上堆叠着多条条形的陶瓷片23和24。陶瓷片23和24的外侧表面分别形成有与外电极8a～8c和9a～9c相对应的电极8a′～8c′和9a′～9c′。

在上述结构中，多个在第三层L3上形成的电容电极通过通孔电极20在堆叠方向上彼此连接起来。同样，电容电极15b和16b以及15c和16b通过通孔电极20、20在堆叠方向上分别彼此连接起来。此外，多个接地电极14a通过通孔电极21在堆叠方向上彼此连接起来。经如此连接，在第三层L3形成的各电容部件就与各中心电极16a并联连接，构成匹配电容。

在第六层L6上形成的电极8a、8c和9b分别与电容电极16d相连接。

具有上述结构的多层基片3是按下述方式制造的。首先，将绝缘陶瓷粉料与有机粘合剂等混合配制成的浆料，用挤塑法挤塑成柔韧的陶瓷绿片，然后切割成规定的尺寸。其次，在厚约数十微米的矩形陶瓷绿片的表面上用印刷或汽相淀积法形成一定图形的Cu、Pd、Pt或Ag等的电极。接着，按图3或图4所示的次序将各绝缘片推叠并压合在一起，然后在高温下烧制成层压体。形成凸出部分7、7的陶瓷片23和24也同时烧制。这样就制成了由绝缘片和各电极整体烧制成的多层基片3。

承接永久磁铁5和铁氧体构件4的第一和第二凹口25和26可以先在陶瓷绿片上形成然后烧制，也可以将整体烧制成的多层基片3表面进行切削加工形成。

装配这种结构的环行器1时，首先将铁氧体构件4、接地片27和永久磁铁5插入多层基片3的第一和第二凹口25和26，然后再将下座2和上座6装配上去。这样，铁氧体构件4和永久磁铁5就借助于预先形成的第一和第二凹口25和26自动安置在面对中心电极16a的位置。永久磁铁5就向中心电极16a施加直流磁场。

本实施例的环行器1的特点如下：

（1）匹配电容通过并联连接堆叠在多层基片3的第三层L3的多个电容部件形成。因此，增加彼此堆叠着的电容部件的数目就可以适应按需要加大的电容值。在此情况下，由于构成电容部件的各绝缘片其厚度仅为数十微米左右，因而即使增加堆置的层数，多层基片3的整个厚度的增量也是非常小的。这样，可以减小构成电容部件的电容电极15a和16b的平面面积，从而达到元件大幅度小型化的目的。

（2）多层基片3是在多片陶瓷绿片的表面上按一定图形形成规定的电极，然后整体烧制制成的。这样，比起上述要求两个烧制工序的现有技术来，烧制工序的次数减少了，从而可降低制造成本。

（3）铁氧体构件4和永久磁铁5只要插入多层基片3的上表面中预先形成的第一和第二凹口25和26中就可以确定其各自的位置。这样，实质上就可以取消现有技术中确定铁氧体构件或永久磁铁位置的必要工序，简化了装配工序。制造成本也可由此而降低。

（4）承接铁氧体4的第一凹口26和承接永久磁铁5的第二凹口25连续在多层基片3的上表面同轴形成。这样，永久磁铁5和铁氧体构件4彼此邻近配置。通常，这种永久磁铁5的磁场是向外扩散的，因而磁力线随着磁铁与铁氧体构件之间间距的变大而变疏，随着该间距的缩小而密集。因此，在本实施例永久磁铁5与铁氧体构件4彼此靠近的结构中，磁力线密集，因而采用磁力比现有技术弱的永久磁铁5也可以获得同样的效果。

第二实施例

第二实施例的环行器与第一实施例的不同点在于，铁氧体构件4和永久磁铁5的配置状态不同。即，如图5和图6中所示，环行器50承接永久磁铁5的第二凹口55、55和承接铁氧体构件4的第一凹口56、56分别开设在多层基片53面对中心电极（图中未示出）的上表面和下表面上。各第二凹口55内装的是永久磁铁5、5，第一凹口56内装的是铁氧体构件4、4，接地片27介在磁铁5与铁氧构件4之间。按照这种结构，可以用一对铁氧体构件4从上下方向将多层基片53内的各中心电极夹持住，用一对永久磁铁5从上下两面给多层基片53内的各中心电极施加偏置磁场。这种结构，特别是与第一实施例的环行器比较，可以前减少插入损失。此外还可以获得与第一实施例所述同样的效果。

虽然上述第一和第二实施例是就环行器作为不逆电路元件进行说明的，但本发明的结构也同样适用于单向器。本发明应用于单向器时，三个中心电极中的任一引出电极16d连接有终接电阻。

此外，在上述第一实施例中，多层基片3中形成的电容电极和接地电极之间是通过通孔电极进行连接的，但这些电极也可以通过代替通孔电极的在绝缘片侧面形成的电极彼此连接起来

修改方案

在第二实施例中，多个中心电极是在不同的绝缘层上形成的，但本发明的多个中心电极也可以在同一个绝缘片上形成。现在参看图7说明本修改方案。

图7的绝缘片61，其结构可用以代替图3所示的三个第五绝缘片16。

绝缘片61上表面的中心区上形成有第一中心电极部分62a～67a。这六个第一中心电极部分62a～67a分成三组，每一组由一对彼此平行延伸的第一中心电极组成。举例说，第一中心电极部分62a～63a形成一组，而形成该组的第一中心电极部分62a比另一个第一中心电极部分63a长。

此外，形成各组的各对第一中心电极部分与没有中心面的扇形电极部分68～70电连接。另外，绝缘片61上还形成有通孔导电部分71～73。通孔导电部分是用导电材料将通孔填满形成的。电极部分68～70借助于通孔导电部分71～73在绝缘片61的下表面引出。

此外，上述多个第一中心电极部分62a～67a的前端分别形成有通孔导电部分74。

另一方面，为了阐明下表面电极的形状，图7中以向下投影的方式示出了下表面电极的形状。在绝缘片61下表面的中心形成有第二中心电极部分62b～67b。第二中心电极部分62b～67b通过通孔导电部分74分别与相应的第一中心电极部分电连接。例如，第二中心电极部分62b通过通孔导电部分74与上表面侧的第一中心电极部分62a电连接，从而形成一个中心电极。同样，其余的第一和第二中心电极也通过通孔导电部分彼此连接起来，分别形成中心电极。

这样，在图7所示的修改方案中，各中心电极是利用一个绝缘片61的上表面和下表面形成的，而在绝缘片61中心区彼此相交的多个中心电极则各个利用单一绝缘片61的上表面和下表面形成。即，多个中心极之间并不为多层基片所分隔。

参看图7，第二中心电极部分62b～67b面对与通孔导电部分74相连接的前端部分的部分与周边上形成的接地电极77电连接。此外，接地电极77上开有许多通到中心区的缺口78。各缺口78是为防止电气地连接于电极部分68～70的通孔导电部分71～73与图3所示的通孔导电部分20电连接。另一方面，接地电极77与配置在下部分、用虚线圆表示的通孔导电部分21（参看图3）电连接。

虽然上述电极构件在图7中是设在一绝缘片61的上表面和下表面上的，绝缘片61下表面的电极构件也可以在配置在绝缘片61下表面的另一个绝缘片的上表面上形成。就是说，本修改方案的电极构件只要彼此是借助于通孔导电部分连接起来，也可以在多个绝缘片上分开形成。

Claims (18)

1、一种不可逆电路元件，其特征在于，它包括：

一个多层基片，由多个堆叠的绝缘层形成；

多个中心电极，在所述多层基片上在电气上彼此绝缘地交叉形成；

一个匹配电容，其多个电容部件堆叠在所述多层基片上，且与每一个所述中心电极连接；

一个磁体，面对所述中心电极设置；

一个磁铁，给所述磁体施加直流磁场。

2、如权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于，所述匹配电容在与上述中心电极不重合的位置沿上述多层基片的厚度方向形成。

3、如权利要求2所述的不可逆电路元件，其特征在于，各所述形成匹配电容的电容部件是由各所述绝缘层和一对在各所述彼此对置的绝缘层的上下主表面上形成的电容电极构成的;

多个所述与其中一个所述中心电极相连接的电容部件彼此并联连接。

4、如权利要求3所述的不可逆电路元件，其特征在于，所述匹配电容的所述电容部件在与设有所述中心电析的所述绝缘层的所述中心电极不同的位置形成。

5、如权利要求4所述的不可逆电路元件，其特征在于，所述匹配电容的所述电容部件在与所述配备有所述多层基片中的所述中心电极的所述绝缘层不同的绝缘层上形成。

6、如权利要求5所述的不可逆电路元件，其特征在于，所述匹配电容的所述电容部件在位于所述配备有所述中心电极的所述绝缘层的上方和/或下方的所述绝缘层中形成。

7、如权利要求3所述的不可逆电路元件，其特征在于，所述多层基片是通过整体烧制所述多个彼此堆叠的绝缘层构成的。

8、如权利要求7所述的不可逆电路元件，其特征在于，所述多层基片有一个用以将所述磁体固定在面对所述中心电极的位置的第一固定部分;

所述磁体由所述第一固定部分固定住。

9、如权利要求8所述的不可逆电路元件，其特征在于，所述第一固定部分是个在所述多层基片上形成的凹口。

10、如权利要求8所述的不可逆电路元件，其特征在于，所述多层基片还有一个第二固定部分，用以将所述磁铁固定在面对所述中心电极的位置;

所述磁铁由所述第二固定部分加以固定。

11、如权利要求10所述的不可逆电路元件，其特征在于，所述第二固定部分是在所述多层基片上形成的凹口。

12、如权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于，所述多层基片有一个第一固定部分，用以将所述磁体固定在面对所述中心电极的位置;

所述磁体由所述第一固定部分固定住。

13、如权利要求10所述的不可逆电路元件，其特征在于，所述多层基片还有一个第二固定部分，用以将所述磁铁固定在面对所述中心电极的位置;

所述磁铁由所述第二固定部分固定住。

14、如权利要求12所述的不可逆电路元件，其特征在于，所述第一和第二固定部分在所述多层基片对置着的主表面的起码一个表面上形成。

15、如权利要求12所述的不可逆电路元件，其特征在于，所述第一和第二固定部分在所述多层基片的两个所述主表面上形成。

16、如权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于，所述多层基片是通过整体烧制所述多层绝缘层形成的。

17、如权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于，所述多个中心电极在多层基片内的不同高度的位置形成。

18、如权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于，所述中心电极的第一中心电极部分配置在一个所述绝缘层的一个表面上，第二中心电极部分配置在所述绝缘层的另一个表面上，且在所述绝缘层上形成有通孔导电部分，供将所述第一和第二中心电极部分彼此连接起来之用。

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