JP2008053842A - Component mounting substrate, electronic circuit device, and non-reciprocal circuit element, and communication device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、部品搭載基板、電子回路装置、非可逆回路素子及び通信装置に関するものである。 The present invention relates to a component mounting board, an electronic circuit device, a non-reciprocal circuit element, and a communication device.
電子回路装置の部品搭載基板は、一般に、絶縁基板の表面に、信号パターンとともに、アースパターンが形成されており、これらのパターンに機能部品(電子部品)をはんだ付けするようになっている。しかし、例えば、電源装置などのように、部品搭載基板に、機能部品に発生した熱を放熱するための機能を付加する必要がある場合や、磁気装置のように、部品搭載基板を磁気回路のためのヨーク及びアース部材として兼用する必要がある場合などには、部品搭載基板の構造を、それに対応させる必要がある。 In general, a component mounting substrate of an electronic circuit device has a ground pattern formed on a surface of an insulating substrate together with a signal pattern, and a functional component (electronic component) is soldered to these patterns. However, for example, when it is necessary to add a function for dissipating heat generated in a functional component to a component mounting board, such as a power supply device, For example, when it is necessary to use both as a yoke and a grounding member, it is necessary to correspond to the structure of the component mounting board.
例えば、部品搭載基板に放熱機能を付加する場合は、本来の部品搭載基板の背面に、放熱性の良好なアルミニウムなどでなる放熱板を裏打ちする。しかし、この構造は、コスト高を招くとともに、小型化及び薄型化の障害となる。しかも、アルミニウムなどの導電性の良好な放熱板を裏打ちした場合、外部接続部分となる端子を、充分な機械的強度を確保しつつ、放熱板から電気的に絶縁することが困難になる。 For example, when a heat dissipation function is added to the component mounting board, a heat dissipation plate made of aluminum having good heat dissipation is lined on the back surface of the original component mounting board. However, this structure increases costs and becomes an obstacle to miniaturization and thinning. In addition, when a heat radiating plate having good conductivity such as aluminum is lined, it is difficult to electrically insulate the terminal serving as the external connection portion from the heat radiating plate while ensuring sufficient mechanical strength.
また、磁気装置の一種であるアイソレータやサーキュレータ等の非可逆回路素子は、特許文献1に開示されているように、ヨーク及びアース部材として機能する磁性金属容器内に、必要な機能部品を内蔵させるようになっている。機能部品の主なものは、軟磁性基体と中心導体等で構成された磁気回転子、永久磁石等の磁性部品及び整合用コンデンサさらには終端抵抗等の回路部品である。これらの回路部品は、通常、中心導体の一端がはんだ付けされた電極とは反対側に、アース電極を有しており、このアース電極は、磁性金属容器の底面に、はんだ付けによって固定される。
Further, as disclosed in
上述したように、磁性金属容器は、ヨークとしての機能のほかに、中心導体のアース電極及び回路部品のアース電極をはんだ付けするためのアース部材としての機能をも満たさなければならない。 As described above, the magnetic metal container must satisfy the function as a ground member for soldering the ground electrode of the center conductor and the ground electrode of the circuit component in addition to the function as the yoke.
更に重要な点として、アース部材として用いられる磁性金属容器に、外部接続のための端子を形成する必要があるため、磁性金属容器は、絶縁樹脂に導電性磁性体をモールドした複雑な構造とする必要がある。 More importantly, since it is necessary to form a terminal for external connection on a magnetic metal container used as a ground member, the magnetic metal container has a complicated structure in which a conductive magnetic material is molded into an insulating resin. There is a need.
しかし、磁性金属容器の構造の複雑化は、コスト高を招くとともに、小型化及び薄型化の障害ともなる。しかも、回路部品のアース電極、及び、中心導体のアース電極を、深さのある磁性金属容器の底面ではんだ付けしなければならないために、はんだ付け作業がしにくいうえ、機能部品を挿入する途中で、位置ずれを生じ易い。このため、外部からは確認できない位置ずれ、はんだ付け不良などが発生し、特性のバラツキ、歩留まり低下などを招くという問題点を生じる。
本発明の課題は、小型化、薄型化及びコストダウンを図るのに有効な部品搭載基板、及び、電子回路装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a component mounting substrate and an electronic circuit device that are effective in reducing the size, the thickness, and the cost.
本発明のもう一つの課題は、安定した特性のものを、高歩留まりで製造できる構造を持つ部品搭載基板、非可逆回路素子、及び、それを用いた通信装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a component mounting substrate, a non-reciprocal circuit device, and a communication device using the component mounting substrate having a structure capable of manufacturing a product having stable characteristics with a high yield.
上述した課題を解決するため、本発明に係る部品搭載基板は、導電性基体と、絶縁膜と、端子とを有する。前記導電性基体は、その面内に凹部を有している。
前記絶縁膜は、前記導電性基体の少なくとも一面に、前記導電性基体の表面を露出させる窓部を有し、前記窓部を除き、前記凹部の内壁面を含む前記導電性基体の全面を覆っている。前記端子は、前記凹部内に埋め込まれ、前記凹の内壁面に付着された前記絶縁膜によって、前記導電性基体から電気的に絶縁されている。
In order to solve the above-described problem, a component mounting board according to the present invention includes a conductive substrate, an insulating film, and a terminal. The conductive substrate has a recess in its surface.
The insulating film has a window portion that exposes the surface of the conductive substrate on at least one surface of the conductive substrate, and covers the entire surface of the conductive substrate including the inner wall surface of the recess except for the window portion. ing. The terminal is electrically insulated from the conductive substrate by the insulating film embedded in the recess and attached to the inner wall surface of the recess.
本発明に係る部品搭載基板は、機能部品と組み合わされて、各種の電子回路装置を構成する。前記機能部品は、前記窓部を通して、前記部品搭載基板の前記導電性基体に接合される。ここで、本発明に係る部品搭載基板は、導電性基体と、絶縁膜とを有しており、絶縁膜は、導電性基体の少なくとも一面に、導電性基体の表面を露出させる窓部を有しているから、機能部品を、窓部を通して、導電性基体に接合することができる。 The component mounting board according to the present invention is combined with a functional component to constitute various electronic circuit devices. The functional component is bonded to the conductive base of the component mounting substrate through the window portion. Here, the component mounting board according to the present invention has a conductive base and an insulating film, and the insulating film has a window portion that exposes the surface of the conductive base on at least one surface of the conductive base. Therefore, the functional component can be bonded to the conductive substrate through the window portion.
しかも、導電性基体は、通常、金属材料によって構成されるから、そのまま、放熱部材として利用することができるし、アース基板としても利用することができる。このため、導体パターンを有する回路基板の背面にアース基板や、放熱板を裏打ちする必要がなくなるから、小型化、薄型化及びコストダウンを達成することができる。 Moreover, since the conductive substrate is usually made of a metal material, it can be used as it is as a heat dissipation member or as a ground substrate. For this reason, since it is not necessary to line the ground substrate or the heat sink on the back surface of the circuit board having the conductor pattern, it is possible to achieve downsizing, thickness reduction, and cost reduction.
絶縁膜は、窓部を除き、導電性基体の全面を覆っているから、活電部を、必要な領域に限って最小限度の大きさに限定し、電気的安定性を確保することができる。 Since the insulating film covers the entire surface of the conductive substrate except for the window part, the live part can be limited to a minimum size only in a necessary region, and electrical stability can be ensured. .
更に、本発明に係る部品搭載基板は、端子を含んでおり、端子は、凹部内に埋め込まれている。この端子は、外部との接続に用いられるものであるが、導電性基体の面内に形成された凹部内に埋め込まれているので、充分に大きな機械的強度を確保できる。しかも、端子を、導電性基体の面内に形成された凹部内に埋め込むだけでよいので、厚み増大を招くことがないし、製造も容易である。 Furthermore, the component mounting board according to the present invention includes a terminal, and the terminal is embedded in the recess. Although this terminal is used for connection with the outside, since it is embedded in a recess formed in the surface of the conductive substrate, a sufficiently large mechanical strength can be secured. In addition, since the terminals only have to be embedded in the recesses formed in the surface of the conductive substrate, the thickness does not increase and the manufacture is easy.
また、端子は、凹部内に埋め込まれ多状態で、凹部の内壁面に付着された絶縁膜によって、導電性基体から電気的に絶縁されているから、凹部内への埋め込みと同時に、端子に対する電気絶縁処理が完了する。端子は、金属ボール、好ましくは、Cuを主成分とする金属ボールで構成する。このような金属ボールは、展延性、電気導電性に優れており、又、球形状であるゆえに、絶縁膜に損傷を与えることなく、電気抵抗の小さい端子を形成するのに役立つ。 In addition, since the terminal is electrically insulated from the conductive substrate by the insulating film attached to the inner wall surface of the recess in a multi-state embedded in the recess, the terminal is electrically The insulation process is complete. The terminal is composed of a metal ball, preferably a metal ball mainly composed of Cu. Such a metal ball is excellent in spreadability and electrical conductivity, and since it has a spherical shape, it is useful for forming a terminal with low electrical resistance without damaging the insulating film.
絶縁膜は、好ましくは、電着膜で構成する。電着膜は、塗布された絶縁膜と異なって、薄く、均一な膜となる。このため、厚み寸法変動が少なく、電気絶縁の信頼性の高い高品質の絶縁膜を形成することができる。 The insulating film is preferably composed of an electrodeposition film. Unlike the applied insulating film, the electrodeposition film is a thin and uniform film. For this reason, it is possible to form a high-quality insulating film with little variation in thickness dimension and high electrical insulation reliability.
導電性基体は、磁性体、非磁性体の何れによっても構成することができる。磁性体で構成した場合には、アース基板、放熱基板のみならず、ヨークとしても利用することができる。この点は、非可逆回路素子などの磁気装置を構成する場合に極めて大きなメリットになる。次にこの点について述べる。 The conductive substrate can be composed of either a magnetic material or a non-magnetic material. In the case of a magnetic material, it can be used not only as a ground substrate and a heat dissipation substrate but also as a yoke. This is a great advantage when a magnetic device such as a non-reciprocal circuit element is configured. Next, this point will be described.
非可逆回路素子は、通常、部品搭載基板と、機能部品とを含む。前記部品搭載基板は、上述した本発明に係るものであって、平板状の磁性体で構成する。前記機能部品は、前記部品搭載基板の一面上に搭載され、その少なくとも一部は前記窓部を通して前記部品搭載基板の前記導電性基体に接合されている。 The nonreciprocal circuit device usually includes a component mounting board and a functional component. The component mounting board is according to the present invention described above, and is composed of a flat magnetic material. The functional component is mounted on one surface of the component mounting board, and at least a part thereof is bonded to the conductive base of the component mounting board through the window portion.
上述したように、本発明に係る非可逆回路素子において、部品搭載基板は、平板状であり、機能部品は部品搭載基板の一面上に搭載されているから、いわゆる平面実装構造となり、従来の磁性金属容器を用いる場合と異なって、構造が簡単化され、コストが安価になる。 As described above, in the non-reciprocal circuit device according to the present invention, the component mounting board is a flat plate and the functional component is mounted on one surface of the component mounting board. Unlike the case of using a metal container, the structure is simplified and the cost is reduced.
機能部品を、部品搭載基板の一面上に搭載するので、機能部品の位置決めを高精度で実行できる。仮に搭載時に位置ずれを生じたとしても、それを確認し、修正できるから、安定した特性のものを、高歩留まりで製造できる。 Since the functional component is mounted on one surface of the component mounting substrate, the functional component can be positioned with high accuracy. Even if a positional deviation occurs at the time of mounting, it can be confirmed and corrected, so that a product with stable characteristics can be manufactured with a high yield.
更に、機能部品を搭載する部品搭載基板が、平板状であるから、従来の磁性金属容器と比較して、小型及び薄型になる。また、部品搭載基板は、磁性板であるから、ヨークとしての機能を満たすことができる。 Furthermore, since the component mounting board on which the functional components are mounted is flat, it is smaller and thinner than conventional magnetic metal containers. Moreover, since the component mounting board is a magnetic plate, it can satisfy the function as a yoke.
部品搭載基板は、少なくとも一面が絶縁膜によって覆われており、絶縁膜の面内に絶縁膜の存在しない窓部が設けられている。この構造によれば、窓部を通して、回路部品のアース電極、及び、中心導体のアース電極等を、部品搭載基板の一面上に、直接にはんだ付けできる。窓部以外の部分は、絶縁膜によって覆われてる。したがって、部品搭載基板に不必要に活電部が生じるのを回避することができる。 At least one surface of the component mounting board is covered with an insulating film, and a window portion without the insulating film is provided in the surface of the insulating film. According to this structure, the ground electrode of the circuit component, the ground electrode of the center conductor, and the like can be directly soldered on one surface of the component mounting substrate through the window portion. Portions other than the window are covered with an insulating film. Therefore, it is possible to avoid the occurrence of an unnecessarily active part on the component mounting board.
本発明に係る非可逆回路素子において、機能部品は、一般的な構成でよい。即ち、機能部品は、磁気回転子と、永久磁石と、回路部品とを含むことができる。磁気回転子は、軟磁性基体に中心導体を配置したものであり、永久磁石は磁気回転子に直流磁界を印加する。回路部品は、コンデンサを含み、コンデンサは、磁気回転子の中心導体に接続される。 In the nonreciprocal circuit device according to the present invention, the functional component may have a general configuration. That is, the functional component can include a magnetic rotor, a permanent magnet, and a circuit component. The magnetic rotor has a central conductor disposed on a soft magnetic substrate, and the permanent magnet applies a DC magnetic field to the magnetic rotor. The circuit component includes a capacitor, which is connected to the central conductor of the magnetic rotor.
本発明に係る非可逆回路素子においても、従来と同様に、カバー部材を含む。カバー部材は、磁性体でなり、部品搭載基板とともに、永久磁石の生じる磁界に対するヨークを構成する。 The nonreciprocal circuit device according to the present invention also includes a cover member as in the conventional case. The cover member is made of a magnetic material and constitutes a yoke against a magnetic field generated by the permanent magnet together with the component mounting board.
更に、本発明は、上述した非可逆回路素子を備えた通信装置、例えば携帯電話のような移動体無線機器等についても開示する。 Furthermore, the present invention also discloses a communication device including the above-described non-reciprocal circuit element, such as a mobile wireless device such as a mobile phone.
上述した本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
(a)小型化、薄型化及びコストダウンを図るのに有効な部品搭載基板、及び、電子回路装置を提供することができる。
(b)安定した特性のものを、高歩留まりで製造できる構造を持つ部品搭載基板、非可逆回路素子、及び、それを用いた通信装置を提供することができる。
According to the present invention described above, the following effects can be obtained.
(A) It is possible to provide a component mounting board and an electronic circuit device that are effective in reducing the size, the thickness, and the cost.
(B) It is possible to provide a component mounting board, a non-reciprocal circuit device, and a communication device using the component mounting substrate having a structure capable of manufacturing a product having stable characteristics with a high yield.
本発明の他の特徴及びそれによる作用効果は、添付図面を参照し、実施の形態によって更に詳しく説明する。 Other features of the present invention and the operational effects thereof will be described in more detail by embodiments with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明に係る部品搭載基板の一例を示す平面図、図2は、図1に示した部品搭載基板の一部拡大平面図、図3は、図1の3−3線拡大断面図である。部品搭載基板1は、導電性基体10と、絶縁膜11とを有する。
1 is a plan view showing an example of a component mounting board according to the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged plan view of the component mounting board shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG. FIG. The
導電性基体10は、基本的には、平板状の金属(合金を含む)板である。用いられる金属材料は、磁性体、非磁性体の何れでもよい。磁性体の具体例としては、Feを主成分とするものを挙げることができ、非磁性体としては、Al、Cu等を主成分とするものを挙げることができる。
The
導電性基体10は、その周辺など、適当な位置に、凹部100を有している。凹部100は、周辺を切り欠いたものであってもよいし、貫通孔、又は、非貫通孔として、導電性基体10の面内に形成されたものであってもよい。その個数、大きさ、形成位置などは任意でよい。図示実施例において、凹部100は、図2に拡大して示すように、導電性基体10の周辺に沿って、間隔を隔てて複数設けられている。凹部100のそれぞれは、入り口部の幅W1が狭く、奥行方向にむかうにつれて幅が拡大する。即ち、拡大された底面の幅W2は、入り口部の幅W1よりも大きい。
The
絶縁膜11は、電着膜でなり、導電性基体10の少なくとも一面に、導電性基体10の表面を露出させる窓部111〜116を有し、窓部111〜116を除く他、凹部100の内壁面を含む導電性基体10の全面を覆っている。窓部111〜116の数、大きさ、形状等は、搭載される機能部品の数、大きさ、形状などにしたがうもので、図示に限定されない。
The insulating
更に、部品搭載基板1には、入出力端子117、118が設けられている。実施例に示す入出力端子117、118は、部品搭載基板1の相対する両辺に設けられた凹部100の内部に、金属ボールを埋め込んだ構造となっている。金属ボールとしては、展延性が高く、電気抵抗の小さいもの、例えば、Cuボールなどが適している。そのほか、はんだボール、Auボールなども用いることができる。これらの金属ボールを埋め込んだ場合、部品搭載基板1の凹部100内の表面は、絶縁膜11によって覆われているから、入出力端子117、118は、部品搭載基板1を構成する導電性基体10からは、電気的に絶縁される。
Furthermore, input /
端子117、118は、外部との接続に用いられるものであるが、導電性基体10の面内に形成された凹部100の内部に埋め込まれているので、充分に大きな機械的強度を確保できる。しかも、端子117、118を、導電性基体10の面内に形成された凹部100の内部に埋め込む(押し込む)だけでよいので、厚み増大を招くことがないし、製造も容易である。
The
また、端子117、118は、凹部100の内部に埋め込まれ多状態で、凹部100の内壁面に付着された絶縁膜11によって、導電性基体10から電気的に絶縁されているから、凹部100の内部への埋め込みと同時に、端子117、118に対する電気絶縁処理が完了する。
Further, since the
図1〜図3に示した実施例では、端子117、118の埋め込まれる凹部100のそれぞれは、入り口部の幅W1が狭く、奥行方向にむかうにつれて幅が拡大するから、凹部100の内部に端子117、118を確実に保持することができる。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, each of the
本発明に係る部品搭載基板1は、機能部品と組み合わされて、各種の電子回路装置を構成する。図4はそのような電子回路装置の構成を概念的に示す図である。図を参照すると、各種電子部品である機能部品221、222は、窓部111〜116を通して、その電極241、242が、部品搭載基板1の導電性基体10に、例えばはんだ51、52などによって接合される。図示では、機能部品221、222は、入出力端子117、118にも接合されている。
The
ここで、本発明に係る部品搭載基板1は、導電性基体10と、絶縁膜11とを有しており、絶縁膜11は、導電性基体10の少なくとも一面に、導電性基体10の表面を露出させる窓部111〜116を有しているから、機能部品221、222を、窓部111〜116を通して、導電性基体10に接合することができる。
Here, the
しかも、導電性基体10は、通常、金属材料によって構成されるから、そのまま、放熱部材として利用することができるし、アース基板としても利用することができる。このため、導体パターンを有する回路基板の背面にアース基板や、放熱板を裏打ちする必要がなくなるから、小型化、薄型化及びコストダウンを達成することができる。
Moreover, since the
絶縁膜11は、窓部111〜116を除き、凹部100の内壁面を含む導電性基体10の全面を覆っているから、活電部を、必要な領域に限って最小限度の大きさに限定し、電気的安定性を確保することができる。更に、実施例の場合、絶縁膜11は電着膜であるから、塗布された絶縁膜と異なって、薄く、均一な膜となる。このため、厚み寸法変動が少なく、電気絶縁の信頼性の高い高品質の絶縁膜11を形成することができる。
Since the insulating
導電性基体10は、磁性体、非磁性体の何れによっても構成することができる。磁性体で構成した場合には、アース基板、放熱基板のみならず、ヨークとしても利用することができる。
The
次に、図5〜図15を参照し、本発明に係る部品搭載基板の製造方法について説明する。まず、図5、及び、図5の6−6線拡大断面図である図6に図示するように、金属板によって構成され、相対する両辺に、凹部100を持つ導電性基体10を準備する。凹部100の数、形状は任意でよい。
Next, a method for manufacturing a component mounting board according to the present invention will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 5 and FIG. 6 which is an enlarged sectional view taken along the line 6-6 in FIG. 5, a
次に、図5、図6に示した導電性基体10に対して、絶縁膜を電着する。電着は、例えば、図7〜図10に例示する方法によって実行される。
Next, an insulating film is electrodeposited on the
まず、図7に図示するように、搬送体52に取り付けた支持具53に、導電性基体10を吊り下げる。支持具53は、全体として導電性を有する金属材料で構成され、陰極として兼用される。吊り下げられた導電性基体10は、容器51の内部に搬入され、前処理工程に付される。この前処理工程では、導電性基体10の表面に対する脱脂、水洗、酸処理及び水洗などの処理が実行される。水洗処理は純水によって洗浄し、酸処理は、例えば、3%程度のH2SO4溶液中に、導電性基体10を浸漬することによって行う。水洗は、ノズル54から純水を噴射して行う。
First, as shown in FIG. 7, the
前処理工程が終了した導電性基体10は、図8に図示するように、電着工程に付される。電着工程は、容器(タンク)51に収納された電着液に、搬送体52、及び、支持具53によって支持された導電性基体10を浸漬し、導電性基体10を陰極とし、同じく電着液中に浸漬した電極55を陽極として、直流電源56から直流電流を通電することにより、電着液中の絶縁塗料成分を導電性基体10の表面に電着させることによって実行される。電着液としては、例えば、ポリイミド水溶液が知られている。一例であるが、通電は、100V、5分程度、電着液は液温25℃、pH4.3程度である。
The
次に、図9に示すように、導電性基体に絶縁膜を電着させた部品搭載基板1を、後処理工程に付する。後処理工程は、一次水洗、その後の本水洗の2つの処理工程を含むことが好ましい。本洗浄は、純水を用いることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 9, the
この後、図10に示すように、電着塗装済の部品搭載基板1を、加熱炉57内に入れ、焼付け処理を行う。焼付け処理工程は、予備乾燥、本硬化の2つの工程を含むことが好ましい。その温度条件及び処理時間等は、電着液の成分による。電着液にポリイミド水溶液を用いた場合の一例では、予備乾燥工程は、例えば、90℃の温度条件で10分間行い、本硬化工程は210℃で40分間行う。
Then, as shown in FIG. 10, the electrodeposition-coated
静電塗装、吹き付け塗装、または、粉体塗装などの他の塗装技術に対する電着塗装の優越点は既にのべたとおりである。 The advantages of electrodeposition coating over other coating techniques such as electrostatic coating, spray coating or powder coating are already mentioned.
図11は、図7〜図10に示した電着工程を経て得られた部品搭載基板の平面図、図12は図11の12−12線拡大断面図である。 11 is a plan view of the component mounting board obtained through the electrodeposition process shown in FIGS. 7 to 10, and FIG. 12 is an enlarged sectional view taken along the line 12-12 in FIG.
次に、図13に図示するように、導電性基体10の表面に電着された絶縁膜11にレーザを照射し、必要な窓部111を形成する。図1に図示された他の窓部112〜116も、同様のレーザ加工により形成する。これにより、窓部111〜116の内部に、導電性基体10の表面が露出する。
Next, as shown in FIG. 13, a
次に、図14に図示するように、凹部100の内部に金属ボール117、118を押し込み、その上下面を、型61によって矢印F1で示すように押し潰し、平坦化する。これにより、図15に示すように、上下面が平坦化された入出力端子117、118が得られる。以上の工程を経ることにより、図1〜図3に示した部品搭載基板が得られる。
Next, as shown in FIG. 14, the
次に、本発明に係る非可逆回路素子の一例について説明する。図16は本発明に係る非可逆回路素子の一実施例を示す分解斜視図、図17は内部構造配置を示す斜視図、図18は完成状態を示す斜視図である。図17、図18は、図16との対比において、見る方向が180度異なっている。図示された非可逆回路素子は、とり得る2つのタイプ、即ち、アイソレータ又はサーキュレータのうちのアイソレータを例示し、部品搭載基板1と、機能部品2とを含む。
Next, an example of the nonreciprocal circuit device according to the present invention will be described. 16 is an exploded perspective view showing an embodiment of a nonreciprocal circuit device according to the present invention, FIG. 17 is a perspective view showing an internal structure arrangement, and FIG. 18 is a perspective view showing a completed state. 17 and 18 are different from FIG. 16 in the viewing direction by 180 degrees. The illustrated non-reciprocal circuit element illustrates two possible types, that is, an isolator of an isolator or a circulator, and includes a
部品搭載基板1は、平板状の導電性磁性基体10で構成されている。具体的には、Feなどを主成分とする導電性磁性体を用い、その全表面に、静電塗装などの電着によって絶縁膜11を薄く被着させ、所要の箇所に、絶縁膜11のない窓部110〜116を形成した構造となっている。この点は、図1〜図3に示したとおりである。もっとも、窓部110〜116には、部品搭載基板1を構成する導電性磁性体の表面が露出し、グランド電極を構成するので、以下、窓部110〜116を、グランド電極110〜116と表現することとする。
The
更に、部品搭載基板1には、入出力端子117、118が設けられている。実施例に示す入出力端子117、118は、部品搭載基板1の相対する両辺に設けられた凹部100の内部に、金属ボールを埋め込んだ構造となっている。入出力端子117、118が、絶縁膜11により、部品搭載基板1を構成する導電性磁性基体10からは、電気的に絶縁されることは既に述べたとおりである。
Furthermore, input /
次に、機能部品2は、磁気回転子21と、永久磁石23と、回路部品221〜224とを含む。このような機能部品の組み合わせは、この種の非可逆回路素子ではよく知られている。磁気回転子21は、軟磁性基体210に、第1〜第3の中心導体211〜213を配置したものである。軟磁性基体210は、イットリウム/鉄/ガーネット(YIG)等の軟磁性材料が好適である。一例であるが、軟磁性基体210は、1辺が数mmの四角形状で、厚さ0.2〜0.5mm程度の平板状に形成される。
Next, the
第1〜第3の中心導体211〜213は、例えば厚さ10〜50μm程度の銅箔を打ち抜いた導体板で構成されたもので、軟磁性基体210の一面上で互いに所定の角度で交差するように、適切な角度をもって組み合わされている。第1〜第3の中心導体211〜213の両端は、回路部品221〜224と接続される端子部201〜206となる。第1〜第3の中心導体211〜213は、交差部分において、互いに電気絶縁されている。電気絶縁は、絶縁塗料を塗布して形成した絶縁膜や、絶縁フィルムなどを重なり部分に介在させることによって実現することができる。また、第1〜第3の中心導体211〜213は、実施例では、互いに独立する平板状片となっているが、軟磁性基体210の他面側に配置された共通のアース電極から枝分かれさせ、軟磁性基体210の側面に沿って立ち上げ、軟磁性基体210の一面上で、重なるように折り曲げられた一体物として構成してもよい。
The first to
永久磁石23は、磁気回転子21に直流磁界を印加する。永久磁石23は、フェライト磁石などを用いて、軟磁性基体210よりも少し大きい四角形状に形成されており、第1〜第3の中心導体211〜213に向き合うようにして、軟磁性基体210の一面側に配置されている。
The
回路部品は、コンデンサ211〜223及び抵抗器224を含み、これらは支持基板1の上に搭載され、はんだ付けされる。具体的には、コンデンサ221は、一面に、2つの端子電極241、242を有し、反対側の面に、互いに独立する端子電極243a、243bを有する。端子電極241には第1の中心導体211の端子部201がはんだ付けによって接続され、端子電極242には第2の中心導体212の端子部204が、はんだ付けによって接続される。又、端子電極243aは、支持基板1のグランド電極111にはんだ付けされ、端子電極234bは入出力端子117にはんだ付けされる。
The circuit components include
コンデンサ222は、一面に端子電極244を有し、反対側の他面に端子電極245を有する。端子電極244には、第3の中心導体213の端子部206がはんだ付けされ、反対側の端子電極245は支持基板1のグランド電極112にはんだ付けされる。
The
コンデンサ223は、一面に、2つの端子電極246、247を有し、反対側の面に、互いに独立する端子電極248a、248bを有する。端子電極246には第2の中心導体212の端子部203がはんだ付けによって接続され、端子電極247には第1の中心導体211の端子部202が、はんだ付けによって接続される。又、端子電極248aは、支持基板1のグランド電極114にはんだ付けされ、端子電極248bは入出力端子118にはんだ付けされる。
The
図19は、コンデンサ221、223の一例を示す一部拡大断面図である。図19は、直接には、コンデンサ221の構造及び取付構造を示し、コンデンサ223については、その対応する部分を、括弧書きして示してある。もっとも、図19はコンデンサ221、223の例示にすぎず、これに限定されるものではない。
FIG. 19 is a partially enlarged sectional view showing an example of the
図19を参照すると、コンデンサ221は、セラミック基体の内部に対となる複数の内部電極41、42を有しており、内部電極41、42の互いに反対側の端部が、スルーホール導体43、44に接続されている。スルーホール導体43は、一端が端子電極241に接続され、他端が端子電極243aに接続されている。端子電極243aは、はんだ付51により、支持基板1の導電性基体10に接続されている。また、端子電極243bは、はんだ付52により入出力端子117に接続されている。
Referring to FIG. 19, the
抵抗器224は、相対向する両端に端子電極249、250を有しており、コンデンサ222の側部に配置される。端子電極249には、第3の中心導体213の端子部206がはんだ付けされ、端子電極250は支持基板1のグランド電極113にはんだ付けされる。第3の中心導体213の端子部205は、支持基板1の一面上に接着などの手段によって固定された金属ブロック119にはんだ付けされる。金属ブロック119は、グランド電極110にはんだ付される。
The
更に、本発明に係る非可逆回路素子も、従来と同様に、カバー部材3を含む。カバー部材3は、Feなどを主成分とする磁性体でなり、部品搭載基板1とともに、永久磁石23の生じる磁界のためのヨークを構成する。図示のカバー部材3は、相対向する両側辺に、天面31から連続して折り曲げられた側面板32、33を有している。側面板33の端縁は、部品搭載基板1の側辺に設けられたグランド電極115、116を通して、支持基体1に結合される。
Furthermore, the nonreciprocal circuit device according to the present invention also includes the
図20は、図16〜図19に示したアイソレータの回路図である。図において、第2の中心導体212は、端部204が入出力端子117に接続されており、端部204とグランド電極との間にキャパシタンスC11が生じている。キャパシタンスC11は、コンデンサ221の端子電極(242、243b)と端子電極(242、243a)との間において、内部電極41、42によって取得され、端子電極243aによって支持基板1の導電性基体10に接地される。
FIG. 20 is a circuit diagram of the isolator shown in FIGS. In the figure, the
次に、第1の中心導体211は、端部202が入出力端子118に接続されており、端部202とグランド電極との間にキャパシタンスC31が生じている。キャパシタンスC31は、コンデンサ223の端子電極(247、248b)と、端子電極(247、248a)との間において、内部電極41、42によって取得され、端子電極248aによって支持基板1の導電性基体10に接地される。
Next, the
更に、第3の中心導体213は、端部206がコンデンサ222の端子電極244と抵抗器224の端子電極249に接続されている。第3の中心導体213の端部206とグランド電極との間にキャパシタンスC21が生じている。キャパシタンスC21は、コンデンサ222の端子電極244とその対向電極とで取得され、端子電極245によって外部に取り出される。また、キャパシタンスC21に対して並列に、抵抗器224による抵抗Rが接続されている。更に、第3の中心導体213の端部205は、金属ブロック119に接続されている。
Further, the
上述したように、図示実施例の非可逆回路素子では、本発明に係る部品搭載基板1を用いているから、部品搭載基板1による作用効果がそのまま得られる。
As described above, since the nonreciprocal circuit device of the illustrated embodiment uses the
上述した作用効果の他、本発明に係る非可逆回路素子において、部品搭載基板1は、平板状であり、機能部品2は部品搭載基板1の一面上に搭載されているから、いわゆる平面実装構造となり、従来の磁性金属容器を用いる場合と異なって、構造が簡単化され、コストが安価になる。
In addition to the above-described effects, in the non-reciprocal circuit device according to the present invention, the
しかも、機能部品2を、部品搭載基板1の一面上に搭載するので、部品搭載基板1の一面上における機能部品2の位置決めを高精度で実行できる。仮に搭載時に機能部品2に位置ずれを生じたとしても、それを確認し、修正できる。したがって、安定した特性のものを、高歩留まりで製造できる。
In addition, since the
また、機能部品2を搭載する部品搭載基板1が、平板状であるから、従来の磁性金属容器と比較して、小型及び薄型になる。また、部品搭載基板1は、磁性板であるから、ヨークとしての機能を満たすことができる。
Further, since the
更に、部品搭載基板1の少なくとも一面が絶縁膜によって覆われており、絶縁膜の面内に絶縁膜の存在しないグランド電極110〜116が設けられている構造によれば、グランド電極110〜116を通して、回路部品221〜224のグランド電極、及び、中心導体のグランド電極等を、部品搭載基板1の一面上に、直接にはんだ付けできる。グランド電極110〜116以外の部分は、絶縁膜11によって覆われるものとする。こうすることにより、部品搭載基板1に不必要に活電部が生じるのを回避することができる。
Furthermore, according to the structure in which at least one surface of the
本発明に係る非可逆回路素子は、通信装置の構成要素して用いられる。図21は本発明に係る非可逆回路素子を用いた通信装置であり、携帯電話のような移動体無線機器の構成を示している。図示された通信装置は、アンテナ71と、送信回路75と、受信回路74と、非可逆回路素子73とを含む。参照符号72はデュプレクサである。送信回路75及び受信回路74は、アンテナ71を共用して送受信を行う。
The nonreciprocal circuit device according to the present invention is used as a component of a communication device. FIG. 21 is a communication apparatus using the nonreciprocal circuit device according to the present invention, and shows the configuration of a mobile wireless device such as a mobile phone. The illustrated communication device includes an
非可逆回路素子73は、本発明に係るものであって、デュプレクサ72から送信回路75に到る回路内に組み込まれている。非可逆回路素子73は受信回路74に到る回路に組み込んでもよい。送信回路75、受信回路74、非可逆回路素子73及びデュプレクサ72の働きは周知であるので、特に説明は要しない。
The
ただ、非可逆回路素子73は、本発明に係る非可逆回路素子であるから、先に述べた作用効果が、通信装置の上でも得られることは明らかである。
However, since the
以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。 Although the contents of the present invention have been specifically described with reference to the preferred embodiments, various modifications can be made by those skilled in the art based on the basic technical idea and teachings of the present invention. It is self-explanatory.
1 部品搭載基板
2 機能部品
10 導電性基体
11 絶縁膜
21 磁気回転子
100 凹部
117、118 端子
210 軟磁性基体
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記導電性基体は、その面内に凹部を有しており、
前記絶縁膜は、前記導電性基体の少なくとも一面に、前記導電性基体の表面を露出させる窓部を有し、前記窓部を除き、前記凹部の内壁面を含む前記導電性基体の全面を覆っており、
前記端子は、前記凹部内に埋め込まれ、前記凹の内壁面に付着された前記絶縁膜によって、前記導電性基体から電気的に絶縁されている、
部品搭載基板。 A component mounting board having a conductive substrate, an insulating film, and a terminal,
The conductive substrate has a recess in its surface,
The insulating film has a window portion that exposes the surface of the conductive substrate on at least one surface of the conductive substrate, and covers the entire surface of the conductive substrate including the inner wall surface of the recess except for the window portion. And
The terminal is electrically insulated from the conductive substrate by the insulating film embedded in the recess and attached to the inner wall surface of the recess.
Component mounting board.
前記部品搭載基板は、請求項1乃至5の何れかに記載されたものであり、
前記機能部品は、前記窓部を通して、前記部品搭載基板の前記導電性基体に接合されている、
電子回路装置。 An electronic circuit device including a component mounting board and a functional component,
The component mounting board is described in any one of claims 1 to 5,
The functional component is bonded to the conductive base of the component mounting substrate through the window portion.
Electronic circuit device.
前記部品搭載基板は、請求項1乃至4の何れかに記載されたものであって、平板状の磁性体でなり、
前記機能部品は、前記部品搭載基板の一面上に搭載され、その少なくとも一部は前記窓部を通して前記部品搭載基板の前記導電性基体に接合されている、
非可逆回路素子。 A non-reciprocal circuit device including a component mounting board and a functional component,
The component mounting board is described in any one of claims 1 to 4, and is made of a flat magnetic material.
The functional component is mounted on one surface of the component mounting board, and at least a part thereof is joined to the conductive base of the component mounting board through the window portion.
Non-reciprocal circuit element.
前記磁気回転子は、軟磁性基体に中心導体を配置したものであり、
前記永久磁石は、前記磁気回転子に直流磁界を印加し、
前記回路部品は、コンデンサを含み、前記コンデンサは、前記磁気回転子の前記中心導体に接合されている、非可逆回路素子。 The nonreciprocal circuit device according to claim 7, wherein the functional component includes a magnetic rotor, a permanent magnet, and a circuit component.
The magnetic rotor has a central conductor disposed on a soft magnetic substrate,
The permanent magnet applies a DC magnetic field to the magnetic rotor,
The circuit component includes a capacitor, and the capacitor is joined to the central conductor of the magnetic rotor.
前記非可逆回路素子は、請求項7乃至9の何れかに記載されたものであり、
前記送信回路又は受信回路の少なくとも一方に組み合わされている、
通信装置。
A communication device including an antenna, a transmission circuit, a reception circuit, and a nonreciprocal circuit element,
The nonreciprocal circuit device is described in any one of claims 7 to 9,
In combination with at least one of the transmission circuit or the reception circuit,
Communication device.
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