CN116073100A - 不可逆电路元件和具有其的通信装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无需使用需要嵌件成型的复合零件且部件数量少的不可逆电路元件。不可逆电路元件(1)包括电介质基板(10)、装载于电介质基板(10)的磁转子(M)和对磁转子(M)施加磁场的永磁铁(20)。电介质基板(10)具有形成于上表面(11)且与磁转子(M)连接的连接图案(61～63)、形成于下表面(12)且与连接图案(61～63)连接的端子电极(51～53)和形成于下表面(12)的接地图案(50)。连接图案(61～63)的一部分与接地图案(50)重叠，由此得到匹配电容。这样，由于在电介质基板自身设置有电容器图案，所以无需使用匹配用的片式电容器，能够削减部件个数。

Description

不可逆电路元件和具有其的通信装置
技术领域
本发明涉及不可逆电路元件和具有其的通信装置，特别涉及具有在电介质基板上装载有磁转子的结构的表面安装型的不可逆电路元件和具有其的通信装置。
背景技术
作为磁装置的一种的隔离器、循环器等不可逆电路元件具有通过上部磁轭和下部磁轭夹着磁转子和永磁铁的结构。磁转子的各端口避开下部磁轭而与端子电极连接。在此，在专利文献1中公开了形成有端子电极的绝缘树脂与下部磁轭一体化的复合零件。然而，专利文献1中记载的复合零件需要通过嵌件成型来制作，所以存在制造成本高、可靠性也不充分的问题。
与此不同，专利文献2所记载的不可逆电路元件具有通过上部磁轭和下部磁轭夹着装载有磁转子的印刷基板的结构，使印刷基板的下表面的一部分从下部磁轭露出，在该部分形成端子电极。由此，能够在不使用需要嵌件成型的复合零件的情况下将磁转子与端子电极连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-043808号公报。
专利文献2：日本特开2015-50689号公报。
发明内容
发明要解决的问题
然而，专利文献2所记载的不可逆电路元件需要在印刷基板上装载多个匹配用的片式电容器，所以存在部件个数增加的问题。
因此，本发明的目的在于提供一种无需使用需要嵌件成型的复合零件且部件数量少的不可逆电路元件和具有其的通信装置。
用于解决问题的技术手段
本发明的不可逆电路元件的特征在于，包括：具有上表面和下表面的电介质基板；装载于电介质基板的磁转子；和对磁转子施加磁场的永磁铁，电介质基板具有：形成于上表面且与磁转子连接的连接图案；形成于下表面且与连接图案连接的端子电极；和形成于电介质基板的上表面、下表面或内部的电容器图案。
另外，本发明的通信装置的特征在于，包括上述的不可逆电路元件。
根据本发明，由于在装载有磁转子的电介质基板的下表面形成有端子电极，所以能够将电介质基板的下表面用作安装面。由此，无需使用需要嵌件成型的复合零件。另外，由于在电介质基板自身设置有电容器图案，所以无需使用匹配用的片式电容器，能够削减部件个数。
本发明的不可逆电路元件也可以还包括夹着电介质基板、磁转子和永磁铁的上部磁轭和下部磁轭，电介质基板的下表面具有收纳下部磁轭的一部分的凹部。由此，在表面安装时不会产生下部磁轭与安装基板的干扰。
在本发明中，电介质基板的上表面也可以具有收纳磁转子的至少一部分的槽部，槽部也可以是贯通电介质基板的贯通孔。由此，能够实现薄型化。
本发明的不可逆电路元件也可以还包括夹着磁转子和永磁铁的上部磁轭和下部磁轭，下部磁轭固定于电介质基板的上表面。由此，无需在电介质基板的下表面设置凹部等，所以能够削减电介质基板的制造成本。
在本发明中，电容器图案也可以形成于电介质基板的上表面和下表面。由此，能够使用具有单层结构的电介质基板。或者，也可以是电介质基板具有多层结构，电容器图案形成于电介质基板的内部。由此，通过电容器图案得到的匹配电容的调整变得容易。
发明效果
这样，根据本发明，能够提供无需使用需要嵌件成型的复合零件且部件数量少的不可逆电路元件和具有其的通信装置。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的不可逆电路元件1的外观的大致立体图，表示从上侧观察的状态。
图2是表示本发明的第1实施方式的不可逆电路元件1的外观的大致立体图，表示从下侧观察的状态。
图3是表示从不可逆电路元件1拆下了下部磁轭40的状态的大致立体图。
图4是表示从不可逆电路元件1拆下了永磁铁20和上部磁轭30的状态的大致立体图。
图5是电介质基板10的大致立体图。
图6是用于说明磁转子M的结构的大致平面图。
图7是表示从磁转子M去除了中心导体81的状态的大致立体图。
图8是表示本发明的第2实施方式的不可逆电路元件2的外观的大致立体图，表示从上侧观察的状态。
图9是表示本发明的第2实施方式的不可逆电路元件2的外观的大致立体图，表示从下侧观察的状态。
图10是表示从不可逆电路元件2拆下了永磁铁20和上部磁轭30的状态的大致立体图。
图11是表示从不可逆电路元件2拆下了永磁铁20、上部磁轭30和磁转子M的状态的大致立体图。
图12是电介质基板100的大致立体图。
图13是表示本发明的第3实施方式的不可逆电路元件3的外观的大致立体图，表示从上侧观察的状态。
图14是表示本发明的第3实施方式的不可逆电路元件3的外观的大致立体图，表示从下侧观察的状态。
图15是表示从不可逆电路元件3拆下了永磁铁20和上部磁轭30的状态的大致立体图。
图16是表示从不可逆电路元件3拆下了永磁铁20、上部磁轭30和磁转子M的状态的大致立体图。
图17是电介质基板110的大致立体图。
图18是表示使用不可逆电路元件的通信装置200的配置的框图。
附图标记说明
1～3 不可逆电路元件
10、100、110 电介质基板
11、101、111 电介质基板的上表面
11a 贯通孔
12、102、112 电介质基板的下表面
12a 凹部
13、14 电介质基板的侧面
20 永磁铁
30 上部磁轭
31 顶板部
32、33 弯折部
40 下部磁轭
41 底板部
41a、41b 缺口部
42、43 弯折部
50 接地图案
51～56 端子电极
60～63、71～73 连接图案
80 接地导体
81～83 中心导体
90 铁氧体磁芯
200 通信装置
200R 接收电路部
200T 发送电路部
201 接收用放大电路
202 接收电路
203 发送电路
204 功率放大电路
211、212 不可逆电路元件
ANT 天线
M 磁转子
P1～P3 端口
R0 终端电阻器
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。
＜第1实施方式＞
图1和图2是表示本发明的第1实施方式的不可逆电路元件1的外观的大致立体图，图1是从上侧观察的图，图2是从下侧观察的图。
本实施方式的不可逆电路元件1是表面安装型的不可逆电路元件，如图1和图2所示，包括电介质基板10和永磁铁20、以及夹着它们的上部磁轭30和下部磁轭40。在电介质基板10的下表面12设置有端子电极51～56和接地图案50。上部磁轭30包括：具有xy平面的顶板部31；和具有yz平面的弯折部32、33。下部磁轭40包括：具有xy平面的底板部41；和具有xz平面的弯折部42、43。下部磁轭40的弯折部42、43与上部磁轭30的顶板部31嵌合，由此形成闭合磁路。
图3是表示从不可逆电路元件1取下下部磁轭40的状态的大致立体图。图4是表示从不可逆电路元件1拆下了永磁铁20和上部磁轭30的状态的大致立体图。图5是电介质基板10的大致立体图。
如图3～图5所示，电介质基板10具有构成xy平面的上表面11和下表面12，并且在其大致中央部设置有在z方向贯通电介质基板10的贯通孔11a。在贯通孔11a中收纳有磁转子M。电介质基板10的上表面11平坦，与此不同，在电介质基板10的下表面12设置有在y方向延伸的凹部12a，在该部分，电介质基板10的厚度变薄。在凹部12a收纳有下部磁轭40的底板部41。由此，下部磁轭40的底板部41不会从电介质基板10的下表面12突出。
在电介质基板10的上表面11设置有连接图案61～63。连接图案61～63分别与磁转子M的端口P1～P3连接。另外，连接图案61～63中的下表面12的与接地图案50重叠的部分兼用作电容器的电容电极。即，形成于电介质基板10的上表面11的连接图案61～63和形成于电介质基板10的下表面12的接地图案50构成电容器图案。连接图案61经由设置于电介质基板10的侧面13的连接图案71，与设置于电介质基板10的下表面12的端子电极51连接。连接图案62经由设置于电介质基板10的侧面14的连接图案72，与设置于电介质基板10的下表面12的端子电极52连接。连接图案63经由设置于电介质基板10的侧面13的连接图案73，与设置于电介质基板10的下表面12的端子电极53连接。侧面13、14构成yz平面。端子电极54～56经由接地图案50和下部磁轭40的底板部41与磁转子M所包含的接地导体80连接。
图6是用于说明磁转子M的结构的大致俯视图。
如图6所示，磁转子M包括中心导体81～83和铁氧体磁芯90。中心导体81～83分别被绝缘膜覆盖，但考虑到附图的容易观察，这些绝缘膜未图示。另外，在图7中表示了去除了中心导体81的状态。中心导体81～83由相互以大致120°的角度交叉的多个金属导体构成。在图6和图7所示的例子中，中心导体81由4根金属导体构成，中心导体82、83分别由2根金属导体构成。为了调整特性，中心导体83的导体宽度在中心部扩大。中心导体81、82的导体宽度一定。中心导体81～83的一端分别与端口P1～P3连接，另一端与位于铁氧体磁芯90的背面侧的接地导体80共同地连接。由此，铁氧体磁芯90被中心导体81～83和接地导体80夹着。
根据该结构，中心导体81经由连接图案61、71与端子电极51连接，中心导体82经由连接图案62、72与端子电极52连接，中心导体83经由连接图案63、73与端子电极53连接。并且，接地导体80经由下部磁轭40的底板部41和接地图案50与端子电极54～56连接。
在此，设置于上表面11的连接图案61～63的一部分与设置于下表面12的接地图案50在z方向上具有重叠。通过连接图案61～63与接地图案50的重叠而得到的电容成分被用作匹配电容。由此，无需在电介质基板10上装载匹配用的片式电容器，所以能够削减部件个数。匹配电容的电容能够通过连接图案61～63的形状、面积来调整。另外，由于电介质基板10和下部磁轭40是不同的部件，所以无需使用需要嵌件成型的复合零件。
而且，在本实施方式中，在电介质基板10设置有贯通孔11a，在贯通孔11a收纳有磁转子M，所以能够使不可逆电路元件1薄型化。但是，在电介质基板10上设置贯通孔11a不是必须的，例如，也可以在上表面11上设置不贯通电介质基板10的槽部，在该槽部中收纳磁转子M的一部分或全部。
＜第2实施方式＞
图8和图9是表示本发明的第2实施方式的不可逆电路元件2的外观的大致立体图，图8是从上侧观察的图，图9是从下侧观察的图。
如图8和图9所示，第2实施方式的不可逆电路元件2与第1实施方式的不可逆电路元件1的不同点在于，使用电介质基板100，下部磁轭40的底板部41固定于电介质基板100的上表面101侧。其他基本结构与第1实施方式的不可逆电路元件1相同，所以对于对应的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。在本实施方式中使用的电介质基板100中，不像第1实施方式那样设置贯通孔、凹部，而是具有简单的板状结构。
图10是表示从不可逆电路元件2拆下了永磁铁20和上部磁轭30的状态的大致立体图。图11是表示从不可逆电路元件2拆下了永磁铁20、上部磁轭30和磁转子M的状态的大致立体图。图12是电介质基板100的大致立体图。
如图10～图12所示，在电介质基板100的上表面101设置有连接图案60～63。并且，以连接图案60与底板部41接触的方式在电介质基板100的上表面101固定下部磁轭40。进而，在下部磁轭40的底板部41上配置磁转子M。磁转子M的端口P1～P3分别与连接图案61～63连接。磁转子M的接地导体80与下部磁轭40的底板部41连接。在下部磁轭40的底板部41设置有用于防止与连接图案61和端口P1的干扰的缺口部41a。
连接图案60经由贯通电介质基板100的通孔导体、或者设置于电介质基板100的侧面的连接图案，与设置于电介质基板100的下表面102的接地图案50连接。设置于电介质基板100的上表面101的连接图案61～63的一部分与设置于下表面102的接地图案50在z方向上具有重叠。通过连接图案61～63与接地图案50的重叠而得到的电容成分被用作匹配电容。
这样，本实施方式的不可逆电路元件2由于电介质基板100具有简单的板状结构，所以能够削减电介质基板100的制造成本。而且，由于电介质基板100存在于由上部磁轭30和下部磁轭40构成的磁路的外侧，所以能够对铁氧体磁芯90施加更强的磁场。
＜第3实施方式＞
图13和图14是表示本发明的第3实施方式的不可逆电路元件3的外观的大致立体图，图13是从上侧观察的图，图14是从下侧观察的图。
如图13和图14所示，第3实施方式的不可逆电路元件3在使用电介质基板110这一点上与第2实施方式的不可逆电路元件2不同。其他基本结构与第2实施方式的不可逆电路元件2相同，所以对于对应的要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。在本实施方式中使用的电介质基板110是具有多层结构的LTCC基板，在其内部设置有未图示的电容器图案。
图15是表示从不可逆电路元件3拆下了永磁铁20和上部磁轭30的状态的大致立体图。图16是表示从不可逆电路元件3拆下了永磁铁20、上部磁轭30和磁转子M的状态的大致立体图。图17是电介质基板110的大致立体图。
如图15～图17所示，在电介质基板110的上表面111设置有连接图案60～63。并且，以连接图案60与底板部41接触的方式在电介质基板110的上表面111固定下部磁轭40。进而，在下部磁轭40的底板部41上配置磁转子M。磁转子M的端口P1～P3分别与连接图案61～63连接。磁转子M的接地导体80与下部磁轭40的底板部41连接。在下部磁轭40的底板部41设置有用于防止与连接图案61和端口P1的干扰的缺口部41b。
连接图案61～63分别与设置于电介质基板110的下表面112的端子电极51～53连接，并且与设置于电介质基板110的内部的未图示的电容器图案连接。另外，连接图案60与端子电极54～56连接，并且与设置于电介质基板110的内部的未图示的电容器图案连接。与连接图案61～63连接的电容器图案和与连接图案60连接的电容器图案以经由LTCC材料相互重叠的方式布局。由此得到的电容成分被用作匹配电容。
这样，本实施方式的不可逆电路元件3使用LTCC基板作为电介质基板110，所以容易通过设计变更来调整匹配电容。
＜第4实施方式＞
图18是表示使用了上述实施方式的不可逆电路元件的通信装置200的结构的框图。
图18所示的通信装置200例如是移动通信系统中的设置于基站的装置，包括接收电路部200R和发送电路部200T，它们与发送接收用的天线ANT连接。接收电路部200R包括接收用放大电路201和对接收到的信号进行处理的接收电路202。发送电路部200T包含生成声音信号、影像信号等的发送电路203和功率放大电路204。
在具有这样的结构的通信装置200中，在从天线ANT到接收电路部200R的路径、从发送电路部200T到天线ANT的路径中插入不可逆电路元件211、212。不可逆电路元件211、212能够使用上述实施方式的不可逆电路元件1、2或3。在图18所示的例子中，不可逆电路元件211作为循环器发挥功能，不可逆电路元件212作为具有终端电阻器R0的隔离器发挥功能。
以上，对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更，这些变更当然也包含在本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种不可逆电路元件，其特征在于，包括：
具有上表面和下表面的电介质基板；
装载于所述电介质基板的磁转子；和
对所述磁转子施加磁场的永磁铁，
所述电介质基板具有：形成于所述上表面且与所述磁转子连接的连接图案；形成于所述下表面且与所述连接图案连接的端子电极；和形成于所述电介质基板的所述上表面、所述下表面或内部的电容器图案。
2.如权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于：
还包括夹着所述电介质基板、所述磁转子和所述永磁铁的上部磁轭和下部磁轭，
所述电介质基板的所述下表面具有收纳所述下部磁轭的一部分的凹部。
3.如权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于：
所述电介质基板的所述上表面具有收纳所述磁转子的至少一部分的槽部。
4.如权利要求3所述的不可逆电路元件，其特征在于：
所述槽部是贯通所述电介质基板的贯通孔。
5.如权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于：
还包括夹着所述磁转子和所述永磁铁的上部磁轭和下部磁轭，
所述下部磁轭固定于所述电介质基板的所述上表面。
6.如权利要求1～5中任一项所述的不可逆电路元件，其特征在于：
所述电容器图案形成于所述电介质基板的所述上表面和所述下表面。
7.如权利要求1～5中任一项所述的不可逆电路元件，其特征在于：
所述电介质基板具有多层结构，
所述电容器图案形成于所述电介质基板的内部。
8.一种通信装置，其特征在于：
包括权利要求1～7中任一项所述的不可逆电路元件。
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