JP2002208804A - Non-reciprocal circuit element - Google Patents

Non-reciprocal circuit element

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JP2002208804A
JP2002208804A JP2001000966A JP2001000966A JP2002208804A JP 2002208804 A JP2002208804 A JP 2002208804A JP 2001000966 A JP2001000966 A JP 2001000966A JP 2001000966 A JP2001000966 A JP 2001000966A JP 2002208804 A JP2002208804 A JP 2002208804A
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Japan
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lower yoke
reciprocal circuit
yoke
circuit device
metal materials
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JP2001000966A
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Japanese (ja)
Inventor
Takefumi Terawaki
武文 寺脇
Manabu Yoshimoto
学 由本
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-reciprocal circuit element which stabilizes the electrical characteristics of an isolator and a circulator, and is also small and inexpensive. SOLUTION: In this non-reciprocal circuit element provided with an assembly 20, provided with a central conductor and a ferromagnetic substance and an electrode material 14a, in a magnetic circuit constructed by arranging a permanent magnet between an upper yoke 1 and a lower yoke 12, the lower yoke 12 and the electrode material 14a are a laminate united by cladding at least two or more kinds of metallic materials.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波信号に対し
て非可逆伝送特性を有する非可逆回路素子に関し、具体
的には携帯電話などの移動体通信システムの中で使用さ
れ、一般にアイソレータやサーキュレータと呼ばれる非
可逆回路素子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonreciprocal circuit device having an irreversible transmission characteristic with respect to a high frequency signal, and more particularly, to a nonreciprocal circuit device used in a mobile communication system such as a cellular phone, and generally used for an isolator or a circulator. This is related to a non-reciprocal circuit element referred to as "reciprocal circuit element".

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、マイクロ波帯、UHF帯で使用さ
れる携帯電話、自動車電話等の送受信回路部品の一つと
してアイソレータ、サーキュレータ等の非可逆回路素子
がある。一般にアイソレータやサーキュレータは、アン
プの破損を防止する目的で使用され、信号の伝送方向の
挿入損失は小さく、かつ逆方向への逆方向損失は大きく
なるような機能を持たせたものである。以下、本願明細
書では非可逆回路素子のうちアイソレータを例にとって
説明する。
2. Description of the Related Art Hitherto, non-reciprocal circuit devices such as isolators and circulators have been known as one of transmission / reception circuit components used in microwave bands and UHF bands for mobile phones, automobile phones, and the like. In general, isolators and circulators are used for the purpose of preventing breakage of an amplifier, and have a function of reducing insertion loss in a signal transmission direction and increasing reverse loss in a reverse direction. Hereinafter, in the specification of the present application, an isolator among non-reciprocal circuit devices will be described as an example.

【0003】この種のアイソレータの場合、上ヨークと
下ヨークとで構成される磁気閉回路内に、永久磁石、3
本の中心電極とガーネットとからなる磁性組立体、整合
用コンデンサ、終端抵抗及び樹脂ケースを配設した構造
のものである。この樹脂ケースには、中心電極の入出力
ポート部(整合用コンデンサ)が接続される外部接続用
端子がモールドされている。このようなアイソレータに
おいて、上記各部品同士の接続を行う場合、例えば各中
心電極の入出力ポート部にクリーム半田(半田ペース
ト)を塗布し、これを樹脂ケースに配置するとともに、
整合用コンデンサ、終端抵抗の各電極を当接配置し、こ
れらの各部品を治具により保持した状態で、上記クリー
ム半田を溶接、凝固させ、この後上記治具を取り外して
ヨーク内に組み込むようにしている。
In the case of this type of isolator, permanent magnets, three
It has a structure in which a magnetic assembly including a book center electrode and a garnet, a matching capacitor, a terminating resistor, and a resin case are provided. An external connection terminal to which an input / output port (matching capacitor) of the center electrode is connected is molded in the resin case. In such an isolator, when the above components are connected to each other, for example, cream solder (solder paste) is applied to the input / output port portion of each center electrode, and this is placed in a resin case.
The electrodes for the matching capacitor and the terminating resistor are placed in contact with each other, and with these components held by a jig, the cream solder is welded and solidified. Thereafter, the jig is removed and incorporated into the yoke. I have to.

【0004】図8に従来のアイソレータの一例を分解斜
視図で示す。このアイソレータは、上ヨーク1,磁石
2,組立体20,平板コンデンサ8,9,10,ダミー
抵抗11,樹脂ケース7,下ヨーク12から構成されて
いる。組立体20は、円板状のシールド板から放射状に
3つの中心導体4,5,6が突出した構造の導電板を用
意し、その導電板の円板状部にガーネット円板3を配置
する。そして、3つの中心導体4、5、6を折り曲げて
重ねる。このとき、各中心導体4,5,6は絶縁されて
重ねられ、構成される。
FIG. 8 is an exploded perspective view showing an example of a conventional isolator. This isolator includes an upper yoke 1, magnets 2, an assembly 20, plate capacitors 8, 9, 10, a dummy resistor 11, a resin case 7, and a lower yoke 12. The assembly 20 prepares a conductive plate having a structure in which three center conductors 4, 5, and 6 project radially from a disk-shaped shield plate, and arranges the garnet disk 3 on the disk-shaped portion of the conductive plate. . Then, the three center conductors 4, 5, and 6 are folded and overlapped. At this time, the center conductors 4, 5, and 6 are insulated and stacked.

【0005】この樹脂ケース7は、中央に、組立体用の
円形状の凹部13aを有し、その周囲に容量素子用の凹
部13b、13c、13dを有する。この容量素子用の
凹部13b、13c、13dの底部及び組立体用の凹部
13aには、接続電極14aが形成されている。接続電
極14aは接地導体や入出力端子の役割を果たす。そし
て、この接続電極14aは、一体の厚み0.1mm程度
の導体板で構成されており、底面側では露出し、かつ側
面部の外部端子15a,15b,15d,15eを構成
している。この外部端子15d,15eは、外部端子1
5a,15bの対向面に対称に形成され、図示していな
い。また、中心導体が接続される端子電極部16b,1
6cが形成されている。この端子電極部16b,16c
は各々、側面の外部端子15c、15fに導通してい
る。この外部端子15fは、外部端子15cの対向面に
対称に形成されている。図示していない。
The resin case 7 has a circular concave portion 13a for an assembly at the center, and concave portions 13b, 13c and 13d for a capacitance element around the circular concave portion 13a. A connection electrode 14a is formed on the bottom of the concave portions 13b, 13c, 13d for the capacitive element and the concave portion 13a for the assembly. The connection electrode 14a serves as a ground conductor and an input / output terminal. The connection electrode 14a is integrally formed of a conductor plate having a thickness of about 0.1 mm, is exposed on the bottom side, and forms the external terminals 15a, 15b, 15d, and 15e on the side surfaces. These external terminals 15d and 15e are external terminals 1
5a and 15b are formed symmetrically on opposing surfaces and are not shown. Further, the terminal electrode portions 16b, 1 to which the center conductor is connected are connected.
6c is formed. These terminal electrode portions 16b, 16c
Are electrically connected to the external terminals 15c and 15f on the side surfaces, respectively. The external terminal 15f is formed symmetrically on the surface facing the external terminal 15c. Not shown.

【0006】この樹脂ケース7の容量素子用の凹部13
b、13c、13dにそれぞれ容量素子8,9,10が
挿入される。この容量素子は、その上下面に電極が形成
された平板コンデンサであり、下面の電極と凹部の底部
に形成された接続電極14aとは半田接続される。ま
た、抵抗素子11が配置され、抵抗素子11の一方の電
極は、接続電極14aに半田接続される。
The concave portion 13 for the capacitive element of the resin case 7
Capacitors 8, 9, and 10 are inserted into b, 13c, and 13d, respectively. This capacitive element is a flat plate capacitor having electrodes formed on the upper and lower surfaces thereof, and the electrode on the lower surface and the connection electrode 14a formed on the bottom of the recess are connected by soldering. The resistance element 11 is arranged, and one electrode of the resistance element 11 is connected to the connection electrode 14a by soldering.

【0007】次いで、樹脂ケース7の組立体用の円形状
の凹部13aに、上記した組立体20を配置する。この
とき、中心導体部分の円板状のシールド板は、接続電極
14aと半田接続される。これにより、中心導体の一端
はアース接続される。中心導体4の一端は、容量素子8
の上面の電極と抵抗素子11の一方の端子電極に接続さ
れる。また、中心導体5の一端は、容量素子9の上面の
電極と端子電極部16bに接続される。また、中心導体
6の一端は、容量素子10の上面の電極と端子電極部1
6cに接続される。
Next, the above-mentioned assembly 20 is disposed in the circular recess 13a for the assembly of the resin case 7. At this time, the disk-shaped shield plate of the central conductor is soldered to the connection electrode 14a. Thereby, one end of the center conductor is grounded. One end of the center conductor 4 is connected to a capacitive element 8
And one terminal electrode of the resistance element 11. One end of the center conductor 5 is connected to the electrode on the upper surface of the capacitive element 9 and the terminal electrode portion 16b. One end of the center conductor 6 is connected to the electrode on the upper surface of the capacitive element 10 and the terminal electrode portion 1.
6c.

【0008】そして、下ヨーク12上に樹脂ケース7が
配置される。下ヨーク12は、樹脂ケース7の底部の凹
部18に合致する構造となっている。そして、下ヨーク
12と、接続電極14aの裏面とは半田接続される。ま
た、この樹脂ケース7の外部端子により面実装を可能と
している。そして、磁性体3に直流磁界を印加する永久
磁石2を上ヨーク1に位置決めし、上ヨーク1と下ヨー
ク12を嵌合させて、アイソレータを構成している。
尚、上記抵抗素子を無くし、他の中心導体と同様に外部
端子を付けるとサーキュレータとなる。抵抗素子11
は、ポートへの出力を全て熱に変換する。また、上記コ
ンデンサ、端子電極部と中心導体端部との接続は、例え
ば半田付けにより行われる。
Then, the resin case 7 is arranged on the lower yoke 12. The lower yoke 12 has a structure that matches the concave portion 18 at the bottom of the resin case 7. Then, the lower yoke 12 and the back surface of the connection electrode 14a are connected by soldering. Further, surface mounting is enabled by the external terminals of the resin case 7. Then, the permanent magnet 2 for applying a DC magnetic field to the magnetic body 3 is positioned on the upper yoke 1, and the upper yoke 1 and the lower yoke 12 are fitted to each other to form an isolator.
It should be noted that if the above-mentioned resistance element is eliminated and an external terminal is attached in the same manner as other center conductors, a circulator can be obtained. Resistance element 11
Converts all output to the port into heat. The connection between the capacitor, the terminal electrode portion and the center conductor end portion is performed by, for example, soldering.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】近年、アイソレータに
限ることなく移動体通信の分野では、小型高性能化と低
価格化の要求は高まるばかりで、いまや数百μm単位で
の小型化とコンマ数dB単位での高性能化と更なる廉価
化が課題とされるに至っている。従来の図8で例示され
るような非可逆回路素子では、コンデンサや組立体の接
続部品として厚み0.1mm程度の導体板を有し、この
導体板を用いた外部端子を備えた樹脂ケースを用いるこ
とが多く、これを下ヨーク12と半田付けなどの手段に
より接続することが必要であった。また、下ヨーク12
と接続電極14aの裏面とは半田接続する必要がある。
これには正確な半田付けが求められ、これに応える為に
は熟練技術者を必要としていた。しかし、それでも短絡
や接続不良の完全防止は困難であった。前記クリーム半
田を溶融させる方法としては、例えば気相半田付け、高
温雰囲気中でのリフロー半田付けしたり、ソフトビーム
による半田付けなどがある。しかし、気相半田付け法の
場合、高価なガルデン液を使用することで、ランニング
コストが高くつくという問題がある。また、高温雰囲気
中でのリフロー半田付けの場合、アイソレータのサイズ
が変更されると、温度カーブの再設定などが必要であ
り、設定変更が面倒であるという問題がある。さらに、
ソフトビームによる半田付け法の場合、1〜2個程度で
あれば同時に加熱できるが、50〜100個といった多
数個の加熱はできず、しかも、半田付け時間が長いた
め、生産効率が悪いという問題があった。更に、銅板な
どで出来た接続電極14aは、厚みが0.1〜0.2m
m程度あるため、半田層の厚みも含めて、極低背化のニ
ーズが増大する携帯電話の用途には限界があった。この
ため非可逆回路素子の極低背化、小型化が困難であり、
その部品コスト、製造コストが高くなるという問題があ
る。また、電気特性の安定化にも不利である。
In recent years, in the field of mobile communication, not limited to isolators, demands for smaller size, higher performance and lower cost have been increasing. Higher performance in dB units and further cost reduction have been issues. In a conventional non-reciprocal circuit device as exemplified in FIG. 8, a resin case having a conductor plate having a thickness of about 0.1 mm as a connecting part of a capacitor or an assembly and having an external terminal using the conductor plate is provided. In many cases, it is necessary to connect this to the lower yoke 12 by means such as soldering. Also, the lower yoke 12
And the back surface of the connection electrode 14a must be connected by soldering.
This required accurate soldering, and a skilled engineer was required to respond to this. However, it was still difficult to completely prevent short circuits and poor connections. Examples of a method for melting the cream solder include vapor phase soldering, reflow soldering in a high-temperature atmosphere, and soldering with a soft beam. However, in the case of the vapor phase soldering method, there is a problem that the use of an expensive Galden solution increases running costs. Further, in the case of reflow soldering in a high-temperature atmosphere, when the size of the isolator is changed, it is necessary to reset the temperature curve, and there is a problem that the setting change is troublesome. further,
In the case of the soldering method using a soft beam, heating can be performed at the same time if about 1 to 2 pieces are used, but a large number of pieces such as 50 to 100 pieces cannot be heated, and the soldering time is long, resulting in poor production efficiency. was there. Further, the connection electrode 14a made of a copper plate or the like has a thickness of 0.1 to 0.2 m.
m, there is a limit to the use of mobile phones where the need for extremely low height increases, including the thickness of the solder layer. For this reason, it is difficult to make the non-reciprocal circuit device extremely low-profile and miniaturized.
There is a problem that the component cost and the manufacturing cost increase. It is also disadvantageous for stabilization of electrical characteristics.

【0010】以上のことより本発明は、アイソレータや
サーキュレータの電気特性を安定化させると共に、小型
で安価な非可逆回路素子を提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a small and inexpensive non-reciprocal circuit device while stabilizing the electrical characteristics of an isolator and a circulator.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は下記の
構成を要旨とする。 (1)上ヨークと下ヨーク間に永久磁石を配置して構成
される磁気回路内に、中心導体とフェリ磁性体を備えた
組立体と、電極を具備する非可逆回路素子であって、前
記下ヨークと前記電極は、少なくとも2種類以上の金属
材料をクラッドして一体化した積層体であることを特徴
とする非可逆回路素子である。 (2)上ヨークと下ヨーク間に永久磁石を配置して構成
される磁気回路内に、中心導体とフェリ磁性体を備えた
組立体と、電極を具備する樹脂ケースでなる非可逆回路
素子であって、前記下ヨークと前記電極は少なくとも2
種類以上の金属材料をクラッド積層した一体化構造であ
り、前記下ヨークと前記樹脂ケースは射出成形による一
体化構造であることを特徴とする非可逆回路素子であ
る。 (3)前記金属材料は互いに異なる電気伝導率を備え、
電気伝導率の最も高い金属材料の一面に前記組立体を実
装したことを特徴とする(1)又は(2)に記載の非可
逆回路素子である。 (4)前記金属材料のうち、少なくとも1種が純銅、無
酸素銅、黄銅、リン青銅から選ばれる電気伝導率が高い
材料であることを特徴とする(3)記載の非可逆回路素
子である。 (5)前記金属材料のうち、少なくとも1種がSPC
C,42合金、Fe−Co合金から選ばれる飽和磁束密
度が高い材料であることを特徴とする(3)又は(4)
記載の非可逆回路素子である。 (6)前記金属材料のうち、少なくとも1種の金属材料
の表面に、銀、銅、金、アルミニウム、錫の中から選ば
れる少なくとも一つを含む金属または合金で金属皮膜を
形成したことを特徴とする(1)乃至(5)のいずれか
に記載の非可逆回路素子である。 (7)前記樹脂ケースを構成する樹脂材料がエンジニア
リングプラスチックであることを特徴とする(1)乃至
(6)のいずれかに記載の非可逆回路素子である。 (8)前記電極材が接地電極、接地導体、接地端子、入
出力端子のいずれか1以上である(1)または(2)記
載の非可逆回路素子である。
The gist of the present invention is as follows. (1) A non-reciprocal circuit device including an assembly including a center conductor and a ferrimagnetic material in a magnetic circuit configured by disposing a permanent magnet between an upper yoke and a lower yoke, and electrodes. The non-reciprocal circuit device is characterized in that the lower yoke and the electrode are a laminate in which at least two kinds of metal materials are clad and integrated. (2) A non-reciprocal circuit element composed of an assembly having a center conductor and a ferrimagnetic material in a magnetic circuit configured by disposing a permanent magnet between an upper yoke and a lower yoke, and a resin case having electrodes. The lower yoke and the electrode are at least 2
The non-reciprocal circuit device is characterized in that the lower yoke and the resin case have an integrated structure formed by injection molding. (3) the metal materials have different electrical conductivities,
The non-reciprocal circuit device according to (1) or (2), wherein the assembly is mounted on one surface of a metal material having the highest electric conductivity. (4) The non-reciprocal circuit device according to (3), wherein at least one of the metal materials is a material having high electric conductivity selected from pure copper, oxygen-free copper, brass, and phosphor bronze. . (5) At least one of the metal materials is SPC
(3) or (4), which is a material having a high saturation magnetic flux density selected from C, 42 alloy and Fe-Co alloy.
It is a nonreciprocal circuit device of the description. (6) A metal film is formed on a surface of at least one of the metal materials with a metal or alloy containing at least one selected from silver, copper, gold, aluminum, and tin. The non-reciprocal circuit device according to any one of (1) to (5). (7) The non-reciprocal circuit device according to any one of (1) to (6), wherein the resin material forming the resin case is an engineering plastic. (8) The non-reciprocal circuit device according to (1) or (2), wherein the electrode material is at least one of a ground electrode, a ground conductor, a ground terminal, and an input / output terminal.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の主要な構成は、銅板を備
える樹脂ケースと下ヨークのクラッドによる一体化構造
である。従来の樹脂ケースと下ヨークは別部材として設
けられ、樹脂ケースはグランド(接地)と外部への接続
端子を構成する銅板を備えている。しかし、非可逆回路
素子の小型化を図る上で、銅板の厚み0.2〜0.4m
m程度も無視し得なくなってきたからである。そこで、
本発明は、銅と鉄を一体化したクラッド材を用いて樹脂
ケースと下ヨークを一体化した構造物で非可逆回路素子
を構成したことを要旨とする。なお、本発明は樹脂ケー
スを用いない場合にも適用可能である。すなわち、本発
明は、下ヨークと、接地電極、接地導体、接地端子、入
出力端子などのいずれか1以上の電極材とのクラッドに
よる一体化構造を要旨とする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The main structure of the present invention is an integrated structure of a resin case having a copper plate and a clad of a lower yoke. The conventional resin case and the lower yoke are provided as separate members, and the resin case is provided with a ground (ground) and a copper plate constituting a connection terminal to the outside. However, in order to reduce the size of the nonreciprocal circuit device, the thickness of the copper plate is 0.2 to 0.4 m.
This is because it is no longer negligible. Therefore,
The gist of the present invention is that a non-reciprocal circuit device is constituted by a structure in which a resin case and a lower yoke are integrated by using a clad material in which copper and iron are integrated. Note that the present invention is applicable even when a resin case is not used. That is, the gist of the present invention is an integrated structure of a clad of a lower yoke and at least one electrode material such as a ground electrode, a ground conductor, a ground terminal, and an input / output terminal.

【0013】本発明で、下ヨークと接続電極(アース面
と入出力端子)は、少なくとも2種類以上の金属材料を
クラッドして一体化した積層体である。下ヨークは、磁
気回路の継鉄として機能するので、飽和磁束密度の高い
ものが好ましい。例えば、純鉄、Fe−Co合金などの
鉄合金、SPCC、42合金(Fe−42%Ni)など
が挙げられる。接続電極は、導電体として機能するの
で、電気伝導率の高いものが好ましい。例えば、純銅、
無酸素銅、黄銅、リン青銅が挙げられる。従って、好ま
しい組合せとして、鉄の下ヨークと銅の接続電極をクラ
ッドしたものが例示される。そして、このようなクラッ
ド複合材を用いると、従来の半田による接合では得られ
なかった、熟練技能者への依存度の低下、生産性の向
上、高信頼性、などに加えて、非可逆回路素子特有の技
術分野においても信号の伝送方向への挿入損失低減とい
う顕著な効果の得られることが判った。下ヨークと接続
電極のクラッド方法は、圧延、HIP、CIPなどの静
水圧成形、溶接、固相接合などが使える。クラッド加工
の前に、両方の表面を清浄化処理しておくのがより好ま
しい。良好な接合の為である。また、クラッド加工の後
に、適当な硬度を得るために熱処理することもできる。
In the present invention, the lower yoke and the connection electrodes (the ground plane and the input / output terminals) are a laminate in which at least two or more metal materials are clad and integrated. Since the lower yoke functions as a yoke of the magnetic circuit, it is preferable that the lower yoke has a high saturation magnetic flux density. For example, pure iron, an iron alloy such as an Fe-Co alloy, SPCC, a 42 alloy (Fe-42% Ni) and the like can be mentioned. Since the connection electrode functions as a conductor, an electrode having high electric conductivity is preferable. For example, pure copper,
Oxygen-free copper, brass, phosphor bronze are mentioned. Therefore, a preferable combination is one in which a lower yoke of iron and a connection electrode of copper are clad. The use of such a clad composite material reduces reliance on skilled technicians, improves productivity, increases reliability, etc., which were not obtained by conventional soldering. It has been found that a remarkable effect of reducing insertion loss in the signal transmission direction can be obtained even in a technical field specific to the element. As a method of cladding the lower yoke and the connection electrode, rolling, hydrostatic molding such as HIP, CIP, welding, solid phase joining, and the like can be used. More preferably, both surfaces are cleaned before cladding. This is for good bonding. After the cladding, heat treatment can be performed to obtain an appropriate hardness.

【0014】実施例1 以下本発明の一実施例による非可逆回路素子について図
1を参照して説明する。図1は、本発明に係るアイソレ
ータの全体構成を示す分解斜視図、図2は樹脂ケースと
一体構造の下ヨークの斜視図、図3及び図4は図2のA
−A’、B−B’断面図であり、図6はフープ状の下ヨ
ークの斜視図である。図1に示すように本発明に係るア
イソレータは、下ヨーク12と接続電極14aをクラッ
ド加工で一体加工している。また、外部端子を備えた樹
脂ケース7と下ヨーク12とを一体化し、前記樹脂ケー
スの凹部に、磁性体に3本の中心導体を相互に絶縁して
重ねた組立体20,コンデンサ8,9,10、抵抗素子
11を所定の部位にクリーム半田を塗布して搭載し、更
に永久磁石を配置した上ヨークと下ヨークを嵌合させた
構造としている。一体形成することにより、素子全体の
構成が容易となり、生産性が非常に向上する。前記樹脂
ケースと一体構造の下ヨーク12を構成する複数の金属
材料のうち少なくとも1種は電気伝導率が高い純銅、無
酸素銅、黄銅、リン青銅であり、更に少なくとも1種は
SPCC、42合金、Fe−Co合金から選ばれ、これ
らの金属材料はそれぞれ30〜300μm程度に冷間圧
延又は熱間圧延されている。また上ヨークにもSPC
C、42合金、Fe−Co合金から選ばれる合金を用い
るのが好ましい。上下ヨークに前記42合金を用いれば
耐酸化性に優れるので好ましく、また、上下ヨークは磁
気回路の一部として用いられるので、磁気特性に優れ
た、SPCCやFe−Co合金を使用するのが望まし
く、前記Fe−Co合金の組成としては、具体的には質
量%でそれぞれ、Co:49、V:2、C:≦0.01
5、Si:≦0.10、Mn:≦0.15、残部Fe及
び不可避不純物からなる合金である。この合金の板材は
100μm程度の極薄板の製造が可能であり、通常最大
透磁率は15000で飽和磁束密度は2.25テスラの
特性を保持することが出来るものである。ここで、Co
は周波数帯と磁気特性との相関から40〜60%で選定
するが50%前後が望ましく、Vは冷間加工性を改善す
るために添加するが、反面磁気特性に影響を与えるので
5%以下とし、加工性確保のために2%が望ましい。こ
のFe−Co合金をヨークに用いればヨークの厚さを薄
くしても磁気回路における磁束漏れが必要十分に抑制さ
れるので、アイソレータを更に薄型化、小型化すること
が出来る。
Embodiment 1 A non-reciprocal circuit device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is an exploded perspective view showing the entire configuration of an isolator according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a lower yoke integrally formed with a resin case, and FIGS.
6A and 6B are cross-sectional views, and FIG. 6 is a perspective view of a hoop-shaped lower yoke. As shown in FIG. 1, in the isolator according to the present invention, the lower yoke 12 and the connection electrode 14a are integrally processed by cladding. In addition, an assembly 20 in which a resin case 7 having external terminals and the lower yoke 12 are integrated, and three central conductors are superimposed on a magnetic material and mutually insulated in a concave portion of the resin case, capacitors 8, 9 , 10, and the resistive element 11 are mounted by applying cream solder to predetermined portions, and the upper and lower yokes on which permanent magnets are arranged are fitted. By forming them integrally, the configuration of the entire device becomes easy and productivity is greatly improved. At least one of a plurality of metal materials constituting the lower yoke 12 having an integral structure with the resin case is pure copper, oxygen-free copper, brass, phosphor bronze having high electric conductivity, and at least one is SPCC, 42 alloy. , Fe-Co alloys, and these metal materials are each cold-rolled or hot-rolled to about 30 to 300 μm. SPC is also on the upper yoke
It is preferable to use an alloy selected from C, 42 alloy and Fe-Co alloy. It is preferable to use the 42 alloy for the upper and lower yokes because of its excellent oxidation resistance. Also, since the upper and lower yokes are used as a part of a magnetic circuit, it is desirable to use SPCC or Fe-Co alloy having excellent magnetic properties. The composition of the Fe—Co alloy is, specifically, Co: 49, V: 2, C: ≦ 0.01 in mass%, respectively.
5, alloy containing Si: ≤ 0.10, Mn: ≤ 0.15, balance Fe and unavoidable impurities. This alloy plate can be manufactured as an ultra-thin plate having a thickness of about 100 μm, and generally has a maximum magnetic permeability of 15,000 and a saturation magnetic flux density of 2.25 Tesla. Where Co
Is selected in the range of 40 to 60% from the correlation between the frequency band and the magnetic characteristics, but is preferably around 50%. V is added to improve the cold workability, but is not more than 5% because it affects the magnetic characteristics. And 2% is desirable for ensuring workability. If this Fe—Co alloy is used for the yoke, magnetic flux leakage in the magnetic circuit is sufficiently and sufficiently suppressed even if the thickness of the yoke is reduced, so that the isolator can be further reduced in thickness and size.

【0015】仮に、上ケースおよび下ケースがなけれ
ば、磁石の一方の側からの磁力線は、無限遠を通って磁
石の他方の側に戻る。しかしながら、上ケースおよび下
ケースを例えば鉄等の磁性体から形成し、上ケースと下
ケースとで磁石を覆うと、磁石の一方の側からの磁力線
は、無限遠を通らず、上ケースおよび下ケース内を通っ
て磁石の他方の側に戻ることになる。つまり、上ケース
および下ケースが磁気回路の一部の役割をするとは、上
ケースおよび下ケースが、磁石の一方の側からの磁力線
を、無限遠を通らせず、上ケースおよび下ケース内を通
って磁石の他方の側に戻らせることをいう。さらに、そ
の前記金属材料の表面に銀、銅、金、アルミニウム、錫
のうち少なくとも一つを含む金属または合金で電解・無
電解めっき等の手段により金属皮膜を形成してもよい。
この金属皮膜の材料は目的に応じて使い分けられ、例え
ば挿入損失特性などの電気的特性を重要視する場合は電
気抵抗率が5.5μΩcm以下、好ましくは3.0μΩ
cm更に好ましくは1.8μΩcm以下である導電性の
高い金属皮膜が好ましい。また、前記外部端子の半田濡
れ性を重要視する場合は、錫もしくは半田による金属皮
膜を形成することにより、半田濡れ性に優れた外部端子
を形成できる。また、これらの金属皮膜厚さは0.5〜
25μm、好ましくは0.5〜10μm、更に好ましく
は1〜8μmとする。前記組立体20,コンデンサ8,
9,10、抵抗素子11は、電気伝導率が高い前記金属
材料の一面に実装する。このため導体板を用いて樹脂ケ
ースを構成している従来のアイソレータと同等の電気的
特性を維持することができる。しかも下ヨークと樹脂ケ
ースの一体化によって従来のアイソレータでは必要な、
下ヨークと樹脂ケース間のクリーム半田塗布や嵌合工程
が必要なくなる為、部品コスト、製造コストを抑制でき
るとともに、半田塗布量のバラツキや嵌合状態のバラツ
キが発生しない為、電気的特性の安定化が可能である。
If there were no upper and lower cases, the lines of magnetic force from one side of the magnet would return to the other side of the magnet through infinity. However, if the upper case and the lower case are formed from a magnetic material such as iron, and the magnet is covered with the upper case and the lower case, the lines of magnetic force from one side of the magnet do not pass through infinity, and the upper case and the lower case do not pass through. It will pass through the case and return to the other side of the magnet. In other words, the upper case and the lower case serve as a part of the magnetic circuit, in that the upper case and the lower case do not allow the lines of magnetic force from one side of the magnet to pass through infinity and pass through the upper case and the lower case. Through to return to the other side of the magnet. Further, a metal film may be formed on the surface of the metal material with a metal or alloy containing at least one of silver, copper, gold, aluminum, and tin by means of electrolytic or electroless plating.
The material of the metal film is properly used depending on the purpose. For example, when importance is attached to electric characteristics such as insertion loss characteristics, the electric resistivity is 5.5 μΩcm or less, preferably 3.0 μΩ.
cm, more preferably 1.8 μΩcm or less. When importance is attached to the solder wettability of the external terminal, an external terminal having excellent solder wettability can be formed by forming a metal film of tin or solder. In addition, the thickness of these metal films is 0.5 to
The thickness is 25 μm, preferably 0.5 to 10 μm, and more preferably 1 to 8 μm. The assembly 20, the capacitor 8,
The resistance elements 9 and 10 are mounted on one surface of the metal material having high electric conductivity. For this reason, it is possible to maintain the same electrical characteristics as those of the conventional isolator in which the resin case is formed using the conductor plate. Moreover, the integration of the lower yoke and the resin case is necessary for conventional isolators.
Eliminates the need for cream solder coating and fitting between the lower yoke and the resin case, thus reducing component costs and manufacturing costs. Stable electrical characteristics because there is no variation in the amount of solder applied or in the fitting state Is possible.

【0016】そして、前記金属材料を液晶ポリマーやポ
リフェニレンサルファイド等の高耐熱の熱可塑性エンジ
ニアリングプラスチックを用いて射出成形することによ
り樹脂ケースと一体化した下ヨークを構成する。この
際、下ヨークを構成する少なくとも前記2種類以上の金
属材料は、予め圧延加工あるいは溶接して一体化したシ
ート状材をプレス加工機で所定の形状に打ち抜き、折り
曲げ加工して、図6に示すフープ状にて射出成形金型内
に配置供給するのが好ましい。または、少なくとも1種
類以上の金属材料で構成されるシート状材をプレス加工
機で所定の形状に打ち抜き、折り曲げ加工し、図7に示
すように複数のフープ状材を互いに組み合わせて供給し
ても良い。さらに射出成形後、フレームと下ヨークとを
接続するリード部を金型で切断、折り曲げ加工して、前
記リード部を図3,4に示すように外部端子15c、1
5f,15a,15dとして形成した。前記リード部を
金型で切断する際に前記金属材の表面が露出するが、複
数の金属材料の一つとしてSPCCを用いる場合には、
該露出部の酸化防止のため、さらに前記めっき処理を数
μm程度の皮膜厚さで行うのが好ましい。また、さらに
この導電性被膜の上には耐摩耗、耐酸化及び美観的な要
素から0.2〜2μm程度のニッケルやクロムめっき等
の導電性保護皮膜層を形成しても良い。
A lower yoke integrated with a resin case is formed by injection molding the metal material using a high heat-resistant thermoplastic engineering plastic such as a liquid crystal polymer or polyphenylene sulfide. At this time, at least the two or more types of metal materials constituting the lower yoke are punched into a predetermined shape by a press working machine and then bent to form a sheet material integrated by rolling or welding in advance. It is preferable to arrange and supply the hoop shape shown in the injection mold. Alternatively, a sheet material made of at least one or more types of metal materials may be punched into a predetermined shape by a press machine, bent, and supplied in combination with a plurality of hoop materials as shown in FIG. good. Further, after injection molding, the lead portion connecting the frame and the lower yoke is cut and bent by a mold, and the lead portion is connected to the external terminals 15c, 1c as shown in FIGS.
5f, 15a, and 15d were formed. When cutting the lead portion with a mold, the surface of the metal material is exposed, but when using SPCC as one of the plurality of metal materials,
In order to prevent the exposed portion from being oxidized, it is preferable that the plating treatment is further performed with a film thickness of about several μm. Further, on this conductive film, a conductive protective film layer such as nickel or chromium plating of about 0.2 to 2 μm may be formed from abrasion resistance, oxidation resistance and aesthetic factors.

【0017】また、図4に示すように下ヨークの底面部
を外部端子よりも凹とすれば、前記外部端子と実装基板
との電気的接続の信頼性を向上できる。
When the bottom surface of the lower yoke is recessed from the external terminals as shown in FIG. 4, the reliability of the electrical connection between the external terminals and the mounting board can be improved.

【0018】実施例2 図5を参照して、本発明に係る非可逆回路素子の他の実
施例を説明する。入出力端子31,32または導体33
へと接続される中心導体4,5,6は共通の接地電極2
1に接続され、接地電極21上に円板状の磁性体(フェ
ライト、ガーネット)3が配置されている。ガーネット
円板3上面へと折り曲げられた各中心導体4,5,6は
絶縁シートを介して120度に交差して重ね合わされて
いる。図5において、コンデンサ8,9,10は接地導
体22上に配置され、各コンデンサの対向電極には各中
心導体4,5,6の端部が接続される。また、中心導体
4の端部は入出力端子31と、中心導体5の端部は入出
力端子32と、中心導体6の端部は導体33とそれぞれ
接続され、抵抗素子11の一方の電極は導体33と接続
され、他方の電極は接地導体22と接続される。加え
て、図5中の接地電極21も接地導体22に半田接続な
どで電気的に接続される。接地導体22は端子部23,
24を有し、外部接続用接地端子として用いられる。ガ
ーネット円板3を磁化するための磁石2は中心導体4,
5,6上にガーネット円板3と対向するように設けられ
る。さらに、ガーネット円板3、中心導体4,5,6、
抵抗素子11、磁石2および接地導体22等を収納する
上ケース1と、下ケース12が図5のように配置され
る。その上ケース1および下ケース12は、磁気回路の
ヨークの役割をしている。さらに、下ケース12は、接
地導体22と電気的に接続される。図5の右下部に、下
ケース12と接地導体22をクラッド複合材で構成した
例を示す。厚みは0.3mmである。クラッドは圧延、
静水圧成形等により鉄などの下ケース12と銅などの接
地導体22を冶金学的に接合することにより、工業的に
容易に且つ、半田などよりも高信頼性のものを得ること
が出来る。本発明に言う「クラッド」は以上述べた狭義
のクラッド加工に限定されるものでなく、当業者として
は溶接、ろう接などの両部材間に拡散を伴う冶金学的接
合を用いることができる。
Embodiment 2 Another embodiment of the non-reciprocal circuit device according to the present invention will be described with reference to FIG. I / O terminals 31, 32 or conductor 33
Are connected to the common ground electrode 2
1, a disk-shaped magnetic material (ferrite, garnet) 3 is arranged on the ground electrode 21. Each of the center conductors 4, 5, and 6 bent to the upper surface of the garnet disk 3 intersects at 120 degrees with an insulating sheet interposed therebetween. In FIG. 5, capacitors 8, 9, and 10 are arranged on a ground conductor 22, and the ends of each of the center conductors 4, 5, and 6 are connected to a counter electrode of each capacitor. The end of the center conductor 4 is connected to the input / output terminal 31, the end of the center conductor 5 is connected to the input / output terminal 32, and the end of the center conductor 6 is connected to the conductor 33. The other electrode is connected to the ground conductor 22. In addition, the ground electrode 21 in FIG. 5 is also electrically connected to the ground conductor 22 by soldering or the like. The grounding conductor 22 has a terminal 23
24, which are used as ground terminals for external connection. The magnet 2 for magnetizing the garnet disk 3 has a center conductor 4,
The garnet disk 3 is provided on each of the garnet disks 5 and 6. Further, the garnet disk 3, the central conductors 4, 5, 6,
The upper case 1 that houses the resistance element 11, the magnet 2, the ground conductor 22, and the like, and the lower case 12 are arranged as shown in FIG. The upper case 1 and the lower case 12 serve as a yoke of the magnetic circuit. Further, lower case 12 is electrically connected to ground conductor 22. The lower right part of FIG. 5 shows an example in which the lower case 12 and the ground conductor 22 are made of a clad composite material. The thickness is 0.3 mm. The clad is rolled,
By metallurgically joining the lower case 12 such as iron and the ground conductor 22 such as copper by hydrostatic molding or the like, it is possible to easily obtain an industrially more reliable material than solder or the like. The “cladding” in the present invention is not limited to the clad processing in the narrow sense described above, and those skilled in the art can use metallurgical bonding involving diffusion between both members such as welding and brazing.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明によれば、アイソレータやサーキ
ュレータ等の非可逆回路素子において、磁気回路をなす
上下ヨークの内、下ヨークを接地導体等と一体的に形成
することにより非可逆回路素子を小型化できる。また、
下ヨークと接地導体などの間のクリーム半田塗布や嵌合
工程が必要なくなり、半田塗布量のバラツキや嵌合状態
のバラツキが発生しない為、電気的特性の安定化が可能
であるとともに、信号の伝送方向への挿入損失低減が可
能であり、部品コスト、製造コストを削減した安価な非
可逆回路素子を提供することが出来る。
According to the present invention, in a non-reciprocal circuit device such as an isolator or a circulator, a non-reciprocal circuit device is formed by integrally forming a lower yoke and a ground conductor among upper and lower yokes forming a magnetic circuit. Can be downsized. Also,
This eliminates the need for cream solder application and mating processes between the lower yoke and the ground conductor, and does not cause variations in the amount of solder applied or in the mating state. It is possible to provide an inexpensive non-reciprocal circuit device capable of reducing insertion loss in the transmission direction and reducing component costs and manufacturing costs.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るアイソレータの一実施例の全体構
成を示す分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an entire configuration of an embodiment of an isolator according to the present invention.

【図2】本発明に係るアイソレータの樹脂ケースと一体
構造の下ヨークの斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of a lower yoke of a resin case and an integrated structure of the isolator according to the present invention.

【図3】本発明に用いる樹脂ケースと一体構造の下ヨー
クのA−A’断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the lower yoke taken along line AA 'of FIG.

【図4】本発明に用いる樹脂ケースと一体構造の下ヨー
クのB−B’断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the lower yoke taken along line BB ′ of an integral structure with a resin case used in the present invention.

【図5】本発明に係るアイソレータの別の実施例の全体
構成を示す分解斜視図である。
FIG. 5 is an exploded perspective view showing the overall configuration of another embodiment of the isolator according to the present invention.

【図6】本発明に用いる予め圧延加工あるいは溶接され
た材料からなるフープ状材の斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view of a hoop-shaped member made of a material that has been rolled or welded in advance, used in the present invention.

【図7】本発明に用いるフープ状材の組合わせ手順を示
す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a procedure for combining hoop-shaped members used in the present invention.

【図8】従来のアイソレータの全体構成を示す分解斜視
図である。
FIG. 8 is an exploded perspective view showing the entire configuration of a conventional isolator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 上ヨーク 2 磁石 3 磁性体 4,5,6 中心導体 7 樹脂ケース 8,9,10 コンデンサ 11 抵抗素子 12 下ヨーク 21 接地電極 22 接地導体 23,24 接地端子 31,32 入出力端子 33 導体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper yoke 2 Magnet 3 Magnetic body 4,5,6 Center conductor 7 Resin case 8,9,10 Capacitor 11 Resistance element 12 Lower yoke 21 Ground electrode 22 Ground conductor 23,24 Ground terminal 31,32 Input / output terminal 33 conductor

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上ヨークと下ヨーク間に永久磁石を配置
して構成される磁気回路内に、中心導体とフェリ磁性体
を備えた組立体と、電極材を具備する非可逆回路素子で
あって、前記下ヨークと前記電極材は、少なくとも2種
類以上の金属材料をクラッドして一体化した積層体であ
ることを特徴とする非可逆回路素子。
1. A non-reciprocal circuit device including an assembly including a center conductor and a ferrimagnetic material in a magnetic circuit configured by disposing a permanent magnet between an upper yoke and a lower yoke, and an electrode material. A non-reciprocal circuit device, wherein the lower yoke and the electrode material are a laminate in which at least two types of metal materials are clad and integrated.
【請求項2】 上ヨークと下ヨーク間に永久磁石を配置
して構成される磁気回路内に、中心導体とフェリ磁性体
を備えた組立体と、電極材を具備する樹脂ケースでなる
非可逆回路素子であって、 前記下ヨークと前記電極材は少なくとも2種類以上の金
属材料をクラッド積層した一体化構造であり、前記下ヨ
ークと前記樹脂ケースは射出成形による一体化構造であ
ることを特徴とする非可逆回路素子。
2. An irreversible assembly comprising an assembly having a center conductor and a ferrimagnetic material in a magnetic circuit configured by disposing a permanent magnet between an upper yoke and a lower yoke, and a resin case having an electrode material. A circuit element, wherein the lower yoke and the electrode material have an integrated structure in which at least two types of metal materials are clad and laminated, and the lower yoke and the resin case have an integrated structure by injection molding. Irreversible circuit element.
【請求項3】 前記金属材料は互いに異なる電気伝導率
を備え、電気伝導率の最も高い金属材料の一面に前記組
立体を実装したことを特徴とする請求項1又は2に記載
の非可逆回路素子。
3. The non-reciprocal circuit according to claim 1, wherein the metal materials have different electric conductivity from each other, and the assembly is mounted on one surface of the metal material having the highest electric conductivity. element.
【請求項4】 前記金属材料のうち、少なくとも1種が
純銅、無酸素銅、黄銅、リン青銅から選ばれる電気伝導
率が高い材料であることを特徴とする請求項3に記載の
非可逆回路素子。
4. The non-reciprocal circuit according to claim 3, wherein at least one of the metal materials is a material having a high electric conductivity selected from pure copper, oxygen-free copper, brass, and phosphor bronze. element.
【請求項5】 前記金属材料のうち、少なくとも1種が
SPCC、42合金、Fe−Co合金から選ばれる飽和
磁束密度が高い材料であることを特徴とする請求項3又
は4に記載の非可逆回路素子。
5. The irreversible material according to claim 3, wherein at least one of the metal materials is a material having a high saturation magnetic flux density selected from SPCC, 42 alloy, and Fe—Co alloy. Circuit element.
【請求項6】 前記金属材料のうち、少なくとも1種の
金属材料の表面に、銀、銅、金、アルミニウム、錫の中
から選ばれる少なくとも一つを含む金属または合金で金
属皮膜を形成したことを特徴とする請求項1乃至5のい
ずれかに記載の非可逆回路素子。
6. A metal film is formed on a surface of at least one of the metal materials with a metal or alloy containing at least one selected from silver, copper, gold, aluminum, and tin. The non-reciprocal circuit device according to claim 1, wherein:
【請求項7】 前記樹脂ケースを構成する樹脂材料がエ
ンジニアリングプラスチックであることを特徴とする請
求項1乃至6のいずれかに記載の非可逆回路素子。
7. The non-reciprocal circuit device according to claim 1, wherein the resin material forming the resin case is an engineering plastic.
【請求項8】 前記電極材が接地電極、接地導体、接地
端子、入出力端子のいずれか1以上である請求項1また
は2記載の非可逆回路素子。
8. The non-reciprocal circuit device according to claim 1, wherein the electrode material is at least one of a ground electrode, a ground conductor, a ground terminal, and an input / output terminal.
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