JP2008271525A - Electronic element, irreversible circuit element and fixing method - Google Patents
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Description
本発明は、回路基板が有する凹部にはめ込んで固定される電子素子、非可逆回路素子及び固定方法に関する。 The present invention relates to an electronic element, a non-reciprocal circuit element, and a fixing method that are fixed by being fitted into a recess of a circuit board.
マイクロ波回路に用いられる非可逆回路素子などの電子素子は、マイクロ波回路基板に設けられた凹部に嵌め込まれて回路が構成される。 An electronic element such as a non-reciprocal circuit element used in a microwave circuit is fitted into a recess provided in the microwave circuit board to form a circuit.
図11は従来の非可逆回路素子を示した図である。従来の非可逆回路素子101は従来のマイクロ波基板102に設けられた凹部に嵌め込まれ、ネジ100を用いて固定されていた(例えば、特許文献1)。
しかし、非可逆回路素子は永久磁石を備えており、従来の非可逆回路素子101を従来のマイクロ波基板102に固定する際にネジ100が永久磁石に吸着され、取り付け作業の工数を増加させるという問題点があった。
However, the non-reciprocal circuit element includes a permanent magnet, and when the conventional
また、従来の非可逆回路素子101の取り付けられる高さを合わせるために、従来のマイクロ波回路102の凹部の内部にスペーサーを設けなければならない場合があり、部品点数と作業工数を増加させるという問題点があった。
In addition, in order to match the height at which the conventional
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、取り付け作業が容易な電子素子及び非可逆回路素子及び固定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an electronic device, a nonreciprocal circuit device, and a fixing method that can be easily attached.
この目的を達成するために本発明は、導体パターンを導体パターン設置上層基板表面に備える導体パターン設置上層基板と、導体パターン設置上層基板に第1の面が接し、導体パターン設置上層基板に接している部分である基底部分の両端を導体パターン設置上層基板表面に略平行に屈曲させて設けた掛止部を有し、掛止部の第1の面に対向する面である掛止部底面の基底部分の第1の面からの高さと導体パターン設置上層基板表面の基底部分の第1の面からの高さが略等しい掛止下層基板と、を含むことを特徴とする電子素子を提供する。 In order to achieve this object, the present invention provides a conductor pattern installation upper layer substrate having a conductor pattern on the surface of the conductor pattern installation upper substrate, a first surface in contact with the conductor pattern installation upper layer substrate, and a conductor pattern installation upper layer substrate in contact with the conductor pattern installation upper layer substrate. A hook portion provided by bending both ends of the base portion, which is a portion of the base portion, to be substantially parallel to the surface of the upper substrate on which the conductor pattern is provided, and a bottom portion of the hook portion that is a surface facing the first surface of the hook portion. And a latching lower layer substrate having a height from the first surface of the base portion and a height from the first surface of the base portion of the upper surface of the conductor pattern placement upper layer substrate is substantially the same. .
本発明によれば、電子素子又は非可逆回路素子は、マイクロ波回路基板にネジを用いずに固定される。このため、取り付け工数を削減することができると言う効果がある。 According to the present invention, the electronic element or the nonreciprocal circuit element is fixed to the microwave circuit board without using a screw. For this reason, there is an effect that the number of mounting steps can be reduced.
また、電子素子又は非可逆回路素子の導体パターンが設けられる面の高さはマイクロ波回路の凹部の深さに関わらず定まる。このため、スペーサーを用いる必要がなく、部品点数を削減できるという効果がある。 Further, the height of the surface on which the conductor pattern of the electronic element or the nonreciprocal circuit element is provided is determined regardless of the depth of the concave portion of the microwave circuit. For this reason, there is no need to use a spacer, and the number of parts can be reduced.
以下、本発明による電子素子及び非可逆回路素子及び固定方法の一実施の形態について、マイクロ波回路に用いられるサーキュレータやアイソレータなどの非可逆回路素子を例に、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, an electronic device, a nonreciprocal circuit device, and a fixing method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings using a nonreciprocal circuit device such as a circulator or an isolator used in a microwave circuit as an example.
<本実施形態の概要>
本実施形態の概要は次のごとくである。本実施形態の電子素子は、第1の基板である導体パターン設置上層基板と第2の基板である掛止下層基板を含む。これらの各基板の他に基板を備えていてもよい。
<Outline of this embodiment>
The outline of this embodiment is as follows. The electronic device of this embodiment includes a conductor pattern placement upper layer substrate that is a first substrate and a latching lower layer substrate that is a second substrate. In addition to each of these substrates, a substrate may be provided.
導体パターン設置上層基板は、導体パターンを導体パターン設置上層基板の1つの面である導体パターン設置上層基板表面に備える。掛止下層基板は、導体パターン設置上層基板に第1の面において接し、導体パターン設置上層基板に接している部分である基底部分の両端を導体パターン設置上層基板表面に略平行に屈曲させて設けた掛止部を有する。掛止部の第1の面に対向する面である掛止部底面と導体パターン設置上層基板表面の基底部分の第1の面からの高さが略等しくなるように掛止部は設けられる。 The conductor pattern installation upper layer substrate includes a conductor pattern on the surface of the conductor pattern installation upper layer substrate which is one surface of the conductor pattern installation upper layer substrate. The latching lower layer substrate is provided in contact with the conductor pattern installation upper layer substrate on the first surface, and bent at both ends of the base portion, which is in contact with the conductor pattern installation upper layer substrate, substantially parallel to the conductor pattern installation upper layer substrate surface. It has a latching part. The latching portion is provided so that the bottom surface of the latching portion, which is the surface facing the first surface of the latching portion, and the height of the base portion of the upper surface of the conductive pattern mounting substrate from the first surface are substantially equal.
本実施形態における電子素子は、回路基板に設けられた凹部に取り付けられる電子素子が好適である。このような電子素子には非可逆回路素子の他にマイクロ波モジュールに用いられるマイクロ波素子などが挙げられるがこれらに限られるものではない。 The electronic element in this embodiment is preferably an electronic element that is attached to a recess provided on the circuit board. Examples of such electronic elements include, but are not limited to, non-reciprocal circuit elements and microwave elements used in microwave modules.
<本実施形態の詳細>
図1は、本実施形態の電子素子である非可逆回路素子10と回路基板であるマイクロ波回路基板20を表した図である。また、図3は非可逆回路素子の図1に示したXX線における断面図である。
<Details of this embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a
非可逆回路素子10は、導体パターン設置上層基板である略板状のフェライト基板13と掛止下層基板であるキャリアプレート14とを備える。フェライト基板13は、永久磁石11と電導性材料により形成された導体パターン12とをフェライト基板13の1つの面、すなわち導体パターン設置上層基板表面であるフェライト基板表面19に備える。フェライト基板表面19には他の部品を設置してもよい。
The
キャリアプレート14は、フェライト基板13に第1の面において接する。キャリアプレート14は、フェライト基板13に接している部分である基底部分15の両端をフェライト基板表面19に略平行に屈曲させて設けた掛止部17を有する。
The
マイクロ波回路基板20は、地導体板22の1つの面に地導体21bと誘電体基板23とを積層して設ける。誘電体基板23には地導体21aと導体部25が設けられる。マイクロ波回路基板20は、基底部分15を嵌め込むための嵌合凹部27を有する。非可逆回路素子10は、一点破線矢印の方向に嵌合凹部27に基底部分15を嵌め込んで載置される。
The
図2は非可逆回路素子10をマイクロ波回路基板20に取り付けた様子を表した図である。このように、非可逆回路素子10は掛止部17がマイクロ波回路基板20の嵌合凹部27の辺縁部、すなわち地導体21aに接して掛けられる。基底部分15の長さ及び幅は嵌合凹部27の長さ及び幅より短く、側面から見た場合、二つの掛止部17の長さと基底部分15の長さを合わせた長さは嵌合凹部27の長さより長い。
FIG. 2 is a diagram showing a state in which the
図3は、非可逆回路素子10の図1に示したXX線における断面図である。図3に示すように、掛止部17の第1の面に対向する面である掛止部底面18の基底部分の第1の面16からの高さとフェライト基板表面19の基底部分の第1の面16からの高さが略等しいように、掛止部17が設けられる。
3 is a cross-sectional view of the
このように構成することは、掛止部17をフェライト基板13の厚さhだけフェライト基板13の方向に屈曲させることにより可能である。さらに、掛止部底面18はフェライト基板表面19と略平行になるように屈曲させる。
Such a configuration is possible by bending the
図4は、非可逆回路素子10の断面図である。図4(a)は、非可逆回路素子10の図2に示したAA線における断面図である。図4(a)に示すように、非可逆回路素子10は、誘電体基板23と、誘電体基板23の第1の面に設けられた地導体21aと、嵌合凹部27と、を備えるマイクロ波回路基板20に、基底部分が嵌合凹部27に嵌め込まれ、掛止部底面18と地導体21aとが、はんだ又は電導性接着剤によって固定される。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
固定の方法は、はんだがクリームはんだ24である場合には、非可逆回路素子10がマイクロ波回路基板20に載置される工程と、非可逆回路素子10を載置したマイクロ波回路基板20がリフロー炉により加熱される工程と、により非可逆回路素子10がマイクロ波回路基板20に固定される方法を用いることができる。
In the fixing method, when the solder is
クリームはんだは公知のもの或いは市販されているものを用いることができる。クリームはんだはマイクロ波回路基板20に印刷により塗布されれば、低廉で均質な製品を得ることが可能である。
As the cream solder, a known one or a commercially available one can be used. If cream solder is applied to the
リフロー炉はクリームはんだを溶解し、かつ非可逆回路素子10及びマイクロ波回路基板20を劣化させない温度にて過熱するように設定する。
The reflow furnace is set so as to melt the cream solder and overheat at a temperature at which the
図4(b)は、非可逆回路素子10の図2に示したBB線における断面図である。図4(b)に示すように、掛止部底面18とフェライト基板表面19の基底部分の第1の面16からの高さが略等しいために、導体パターン12はフェライト基板表面19と平行に導体部25に接する。このため、応力が発生しない。
4B is a cross-sectional view of the
図5は、嵌合凹部27が深いマイクロ波回路基板20に取り付けられた非可逆回路素子10の断面図である。図5(a)は、嵌合凹部27が深いマイクロ波回路基板20に取り付けられた非可逆回路素子10の図2に示したAA線における断面図である。図5(a)に示すように、非可逆回路素子10の基底部分15とマイクロ波回路基板20の地導体21bとの間に間隙50が生じる。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
図5(b)は、嵌合凹部27が深いマイクロ波回路基板20に取り付けられた非可逆回路素子10の図2に示したBB線における断面図である。図5(b)に示すように、間隙50が生じても掛止部底面18とフェライト基板表面19の基底部分の第1の面16からの高さが略等しために、導体パターン12はフェライト基板表面19と平行に導体部25に接する。このため、応力が発生しない。
FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG. 2 of the
また、間隙50が生じても非可逆回路素子10の電気的な設計を調整することにより、所望の性能を得ることが可能である。
Even if the
図6は、非可逆回路素子10の図1に示したYY線における断面図である。図6を用いて、導体パターン12の形状について説明する。図6(a)に示すように、導体パターン12の形状は、屈曲のない板状のものを用いることができる。
6 is a cross-sectional view of the
さらに、導体パターン12を銅のような柔軟性のある材質により形成し、導体部25に接する先端をキャリアプレート14側に屈曲させてもよい。この例を以下に2例挙げる。
Furthermore, the
図6(b)は、湾曲部を有する導体パターン12の図である。先端部12bは非可逆回路素子10がマイクロ波回路基板20に取り付けられると矢印の方向に押し上げられ、フェライト基板表面19と平行に導体部25に接する。
FIG. 6B is a diagram of the
図7は、接続部30を備える非可逆回路素子10とマイクロ波回路基板20を表した図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating the
図7に示すように、本実施形態の非可逆回路素子10はキャリアプレート14が、キャリアプレート14とキャリアプレート14が設置されるマイクロ波回路基板20の地導体21bとを電気的に接続する接続部30を備えるように構成することができる。
As shown in FIG. 7, in the
この接続部30はステンレスなどの導体によって形成され、キャリアプレート14の基底部分の第1の面16に対向する面に設置される。
The
図8は接続部30を裏面から見た図である。図8に示すように、接続部30はキャリアプレート14とキャリアプレート14が設置されるマイクロ波回路基板20の地導体21bとを電気的に接続する弾性体31を有するように構成することができる。
FIG. 8 is a view of the connecting
この弾性体31は図8に示すような屈曲部を有する板ばねでもつる巻バネでもよく、その形状は問わない。また、弾性体31の数にも限定はない。
The
図9は、本実施形態の電子素子の図8のCC線に相当する位置における断面図である。図9に示すように、接続部30は弾性体31が地導体21bとキャリアプレート14とに接触することによって、地導体21bとキャリアプレート14とを電気的に接続する。図9に示す弾性体31はいずれも地導体21bの方向に伸びており、その先端が地導体21bに接触し、屈曲部がキャリアプレート14に接触している。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the electronic device of the present embodiment at a position corresponding to the CC line of FIG. As shown in FIG. 9, the connecting
図10は、異なる方向に延びる弾性体31の例を示した図である。図10に示すように、接続部30とキャリアプレート14との間に間隙がある場合には、キャリアプレート14の方向に伸びる弾性体31aと地導体21bの方向に伸びる弾性体31bとを有する接続部30を用いる。これによりキャリアプレート14と地導体21bとが確実に電気的に接続される。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the
接続部30は弾性体31を有するため、嵌合凹部27の深さが異なる電子素子においてもキャリアプレート14と地導体21bとを電気的に接続することが可能となる。
Since the
<本実施形態の効果>
以上述べたように、本実施形態の電子素子及び非可逆回路素子10においては、電子素子又は非可逆回路素子10に含まれる基板の両端を取り付けられる面とは反対方向に屈曲させてマイクロ波回路基板に掛ける掛止部を設けた。さらに、この掛止部のマイクロ波回路基板との接着面と、非可逆回路素子の非可逆回路素子と回路基板とを接続する導体パターンが設けられる面の高さを略等しくした。
<Effect of this embodiment>
As described above, in the electronic device and the
このため、取り付け工数を削減することができるという効果がある。また、スペーサーを用いる必要がなく、部品点数を削減できるという効果がある。 For this reason, there exists an effect that an attachment man-hour can be reduced. Further, there is no need to use a spacer, and there is an effect that the number of parts can be reduced.
また、はんだにクリームはんだを用い、非可逆回路素子10を載置した回路基板をリフロー炉にて加熱して非可逆回路素子10を回路基板に固定する方法によれば、従来行なわれていた導体パターン12を人手によりはんだ付けし、さらにネジ止めするという作業を、リフロー炉による加熱と言う一つの作業に置き換えることができる。このため、生産性を向上させることができると言う効果がある。
Also, according to the conventional method of using a solder paste for soldering and heating the circuit board on which the
さらに、キャリアプレート14が、キャリアプレート14とキャリアプレートが設置される回路基板の地導体21bとを電気的に接続する接続部30を備えるように構成することができる。
Furthermore, the
このため、本実施形態の電子素子のRF特性と従来の電子素子のRF特性とが略等しくなり、従来の電子素子の設計を本実施形態の電子素子の設計に用いることが可能となるという効果がある。 For this reason, the RF characteristics of the electronic element of the present embodiment and the RF characteristics of the conventional electronic element are substantially equal, and the design of the conventional electronic element can be used for the design of the electronic element of the present embodiment. There is.
<本発明の具体化における可能性>
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
<Possibility in the embodiment of the present invention>
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
10:非可逆回路素子、
11:永久磁石、
12:導体パターン、
13:フェライト基板、
14:キャリアプレート、
20:マイクロ波回路基板、
21a,21b:地導体、
22:地導体板、
23:誘電体基板、
25:導体部、
27:嵌合凹部。
10: Non-reciprocal circuit element,
11: Permanent magnet,
12: Conductor pattern
13: Ferrite substrate,
14: Carrier plate
20: Microwave circuit board,
21a, 21b: Ground conductor,
22: Ground conductor plate,
23: dielectric substrate,
25: conductor part,
27: Fitting recess.
Claims (12)
前記導体パターン設置上層基板に第1の面が接し、前記導体パターン設置上層基板に接している部分である基底部分の両端を前記導体パターン設置上層基板表面に略平行に屈曲させて設けた掛止部を有し、前記掛止部の前記第1の面に対向する面である掛止部底面の前記基底部分の第1の面からの高さと前記導体パターン設置上層基板表面の前記基底部分の第1の面からの高さが略等しい掛止下層基板と、
を含むことを特徴とする電子素子。 A conductor pattern installation upper layer substrate comprising a conductor pattern on the conductor pattern installation upper layer surface;
A latch provided in such a manner that a first surface is in contact with the conductor pattern installation upper layer substrate, and both ends of a base portion which is a portion in contact with the conductor pattern installation upper layer substrate are bent substantially parallel to the surface of the conductor pattern installation upper layer substrate. And the height of the bottom surface of the latching portion, which is the surface facing the first surface of the latching portion, from the first surface of the base portion, and A latching lower layer substrate having substantially the same height from the first surface;
An electronic device comprising:
前記基底部分が前記嵌合凹部に嵌め込まれ、
前記掛止部底面と前記回路基板とが、はんだ又は電導性接着剤によって固定されている、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電子素子。 A circuit board comprising a fitting recess that is a recess into which the base portion of the latching lower layer substrate according to claim 1 is fitted,
The base portion is fitted into the fitting recess,
The bottom surface of the latching portion and the circuit board are fixed by solder or conductive adhesive,
The electronic device according to claim 1, wherein the electronic device is an electronic device.
前記電子素子が前記回路基板に載置される工程と、
前記電子素子を載置した前記回路基板がリフロー炉により加熱される工程と、
により前記電子素子が前記回路基板に固定されたことを特徴とする請求項3記載の電子素子。 The solder is cream solder;
A step of placing the electronic element on the circuit board;
The circuit board on which the electronic element is placed is heated in a reflow furnace;
The electronic device according to claim 3, wherein the electronic device is fixed to the circuit board.
前記導体パターン設置上層基板に第1の面が接し、前記導体パターン設置上層基板に接している部分である基底部分の両端を前記導体パターン設置上層基板表面に略平行に屈曲させて設けた掛止部を有し、前記掛止部の前記第1の面に対向する面である掛止部底面の前記基底部分の第1の面からの高さと前記導体パターン設置上層基板表面の前記基底部分の第1の面からの高さが略等しい掛止下層基板と、を含む電子素子が、前記掛止下層基板の前記基底部分をはめ込む凹部である嵌合凹部を備える、クリームはんだが塗布された回路基板に載置される工程と、
前記電子素子を載置した前記回路基板がリフロー炉により加熱される工程と、
により前記回路基板に固定することを特徴とする電子素子の固定方法。 A conductor pattern installation upper layer substrate comprising a conductor pattern on the conductor pattern installation upper layer surface;
A latch provided in such a manner that a first surface is in contact with the conductor pattern installation upper layer substrate, and both ends of a base portion which is a portion in contact with the conductor pattern installation upper layer substrate are bent substantially parallel to the surface of the conductor pattern installation upper layer substrate And the height of the bottom surface of the latching portion, which is the surface facing the first surface of the latching portion, from the first surface of the base portion and the base portion of the upper surface of the conductor pattern installation upper substrate. A circuit coated with cream solder, wherein the electronic element including a latching lower layer substrate having a substantially equal height from the first surface has a fitting recess that is a recess for fitting the base portion of the latching lower layer substrate. A step of placing on the substrate;
The circuit board on which the electronic element is placed is heated in a reflow furnace;
The electronic device is fixed to the circuit board by the method.
前記フェライト基板に第1の面において接し、前記フェライト基板に接している部分である基底部分の両端を前記フェライト基板表面に略平行に屈曲させて設けた掛止部を有し、前記掛止部の前記第1の面に対向する面である掛止部底面の前記基底部分の第1の面からの高さと前記フェライト基板表面の前記基底部分の第1の面からの高さが略等しいキャリアプレートと、
を含むことを特徴とする非可逆回路素子。 A ferrite substrate comprising a permanent magnet and a conductor pattern on the ferrite substrate surface;
A hook portion that is in contact with the ferrite substrate at a first surface and is bent at both ends of a base portion that is in contact with the ferrite substrate substantially parallel to the ferrite substrate surface; The carrier from which the height from the first surface of the base portion of the bottom surface of the latching portion, which is the surface opposite to the first surface, is substantially equal to the height from the first surface of the base portion of the ferrite substrate surface Plates,
A non-reciprocal circuit device comprising:
前記基底部分が前記嵌合凹部に嵌め込まれ、
前記掛止部底面と前記地導体とが、はんだ又は電導性接着剤によって固定されている、ことを特徴とする請求項6記載の非可逆回路素子。 A circuit board comprising: a dielectric substrate; a ground conductor provided on the first surface of the dielectric substrate; and a fitting recess that is a recess into which a base portion of the nonreciprocal circuit element is fitted.
The base portion is fitted into the fitting recess,
The nonreciprocal circuit device according to claim 6, wherein the bottom surface of the latching portion and the ground conductor are fixed by solder or a conductive adhesive.
前記非可逆回路素子が前記回路基板に載置される工程と、
前記非可逆回路素子を載置した前記回路基板がリフロー炉により加熱される工程と、
により前記非可逆回路素子が前記回路基板に固定されたことを特徴とする請求項8に記載の非可逆回路素子。 The solder is cream solder;
The nonreciprocal circuit element is placed on the circuit board;
The circuit board on which the nonreciprocal circuit element is mounted is heated in a reflow furnace;
The nonreciprocal circuit device according to claim 8, wherein the nonreciprocal circuit device is fixed to the circuit board.
前記非可逆回路素子を載置した前記回路基板がリフロー炉により加熱される工程と、
により前記電子素子を前記回路基板に固定することを特徴とする非可逆回路素子の固定方法。 A ferrite substrate having a permanent magnet and a conductor pattern on the surface of the ferrite substrate; and a first surface of the ferrite substrate that is in contact with the ferrite substrate; both ends of a base portion that is in contact with the ferrite substrate are substantially parallel to the surface of the ferrite substrate A hooking portion provided by bending, and a height of the bottom surface of the hooking portion, which is a surface facing the first surface of the hooking portion, from the first surface of the base portion and the surface of the ferrite substrate A nonreciprocal circuit device including a carrier plate having substantially the same height from the first surface of the base portion, a dielectric substrate, a ground conductor provided on the first surface of the dielectric substrate, and the nonreciprocal A step of mounting on a circuit board coated with cream solder, and a fitting recess that is a recess into which a base portion of a circuit element is fitted;
The circuit board on which the nonreciprocal circuit element is mounted is heated in a reflow furnace;
The non-reciprocal circuit device is fixed by fixing the electronic device to the circuit board.
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