JP2009049879A - Two-port type irreversible circuit element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2ポート型非可逆回路素子、特に、マイクロ波帯でアイソレータとして使用される2ポート型非可逆回路素子に関する。 The present invention relates to a two-port nonreciprocal circuit device, and more particularly to a two-port nonreciprocal circuit device used as an isolator in a microwave band.
従来より、アイソレータなどの非可逆回路素子は、予め定められた特定方向にのみ信号を伝送し、逆方向には伝送しない特性を有している。この特性を利用して、例えば、アイソレータは、自動車電話、携帯電話などの移動体通信機器の送信回路部に使用されている。 Conventionally, nonreciprocal circuit elements such as isolators have a characteristic of transmitting a signal only in a predetermined direction and not transmitting in a reverse direction. Utilizing this characteristic, for example, an isolator is used in a transmission circuit unit of a mobile communication device such as a car phone or a mobile phone.
この種の非可逆回路素子は、中心電極が配置されたフェライトとそれに直流磁界を印加する永久磁石と、整合容量や抵抗などによって構成されている。特許文献1,2には、Ag/Pd合金で中心電極を形成したフェライトを焼成・一体化した3ポート型非可逆回路素子が記載されている。中心電極をAg/Pd合金で形成するのはフェライトの焼成温度が1350℃程度と高温であるため、それよりも焼結温度の低いCu,Agなどは用いることができないことによる。
This type of non-reciprocal circuit element includes a ferrite having a central electrode disposed thereon, a permanent magnet that applies a DC magnetic field thereto, a matching capacitor, a resistance, and the like.
しかしながら、Pd又はAg/Pdは導電率が10×106S程度と低く、特に、第1及び第2中心電極をフェライトに配置し、グランドポートに接続された第2中心電極の他端とグランドポートとの間に整合容量を設けた挿入損失の低い2ポート型アイソレータでは、第2中心電極に大きな電流が流れるために、第2中心電極を導電率の低いPd又はAg/Pdで形成するとQ値が低くなり、かえって挿入損失が大きくなる問題点を有していた。 However, Pd or Ag / Pd has a low conductivity of about 10 × 10 6 S. In particular, the first and second center electrodes are arranged in ferrite, and the other end of the second center electrode connected to the ground port is connected to the ground. In a two-port isolator with a low insertion loss provided with a matching capacitor between the ports, a large current flows through the second center electrode. Therefore, if the second center electrode is formed of Pd or Ag / Pd having a low conductivity, Q However, there was a problem that the value was lowered and the insertion loss was increased.
一方、低挿入損失を維持するためには、導電率が高いCu,Agなどで中心電極を形成すればよいが、これではフェライトと同時焼成できないために別途焼成することになり、焼成工程が増加し、大幅なコストアップを招来してしまう。
そこで、本発明の目的は、焼成工程の増加を来すことなく、挿入損失が小さい2ポート型非可逆回路素子を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a two-port nonreciprocal circuit device having a small insertion loss without increasing the firing process.
前記目的を達成するため、本発明に係る2ポート型非可逆回路素子は、
永久磁石と、
前記永久磁石により直流磁界が印加されるフェライトと、
前記フェライトに配置され、一端が入力ポートに電気的に接続され、他端が出力ポートに電気的に接続された導体膜からなる第1中心電極と、
前記第1中心電極と電気的に絶縁状態で交差して前記フェライトに配置され、一端が出力ポートに電気的に接続され、他端がグランドポートに電気的に接続された導体膜からなる第2中心電極と、
前記入力ポートと前記出力ポートとの間に電気的に接続された第1整合容量と、
前記出力ポートと前記グランドポートとの間に電気的に接続された第2整合容量と、
前記入力ポートと前記出力ポートとの間に電気的に接続された抵抗と、
を備え、
前記フェライトと前記永久磁石は、前記第1及び第2中心電極が配置された面と平行に両側から永久磁石によって挟着されたフェライト・磁石組立体を構成し、
前記フェライトは、中心層と、前記第1中心電極と前記第2中心電極との絶縁状態を確保する外側層とで構成され、中心層上に第1中心電極がPd又はAg/Pdにて形成され、外側層の外面に第2中心電極がPd又はAg/Pdにて形成され、かつ、中心層、外側層、第1及び第2中心電極が一体的に焼結されており、
前記第2中心電極の表面には導電率が40×106S以上の金属材料からなるめっき膜が形成されていること、
を特徴とする。
In order to achieve the above object, a two-port non-reciprocal circuit device according to the present invention comprises
With permanent magnets,
A ferrite to which a DC magnetic field is applied by the permanent magnet;
A first central electrode made of a conductor film disposed on the ferrite, having one end electrically connected to the input port and the other end electrically connected to the output port;
A second conductive film that intersects the first center electrode in an electrically insulated state and is disposed on the ferrite, having one end electrically connected to the output port and the other end electrically connected to the ground port; A center electrode;
A first matching capacitor electrically connected between the input port and the output port;
A second matching capacitor electrically connected between the output port and the ground port;
A resistor electrically connected between the input port and the output port;
With
The ferrite and the permanent magnet constitute a ferrite / magnet assembly sandwiched by permanent magnets from both sides in parallel with the surface on which the first and second center electrodes are disposed,
The ferrite is composed of a center layer and an outer layer that ensures insulation between the first center electrode and the second center electrode, and the first center electrode is formed of Pd or Ag / Pd on the center layer. The second center electrode is formed of Pd or Ag / Pd on the outer surface of the outer layer, and the center layer, the outer layer, the first and second center electrodes are integrally sintered,
A plating film made of a metal material having a conductivity of 40 × 10 6 S or more is formed on the surface of the second center electrode;
It is characterized by.
本発明に係る2ポート型非可逆回路素子においては、第2中心電極の表面に導電率が40×106S以上の金属材料からなるめっき膜を形成したため、第2中心電極のQ値が大きく、動作時に第2中心電極に大きな電流が容易に流れることになり、挿入損失がより低下する。しかも、フェライトの中心層と外側層と第1及び第2中心電極とを同時に一体的に焼成することができ、製造工程が簡略化される。また、第2中心電極は第1中心電極の外側に配置されるので、第2中心電極のコイルの断面積が大きくなってインダクタンスが大きくなり、挿入損失がより小さくなる。 In the two-port nonreciprocal circuit device according to the present invention, since the plating film made of a metal material having a conductivity of 40 × 10 6 S or more is formed on the surface of the second center electrode, the Q value of the second center electrode is large. During operation, a large current easily flows through the second center electrode, and the insertion loss is further reduced. In addition, the ferrite center layer, outer layer, and first and second center electrodes can be simultaneously and integrally fired, simplifying the manufacturing process. In addition, since the second center electrode is disposed outside the first center electrode, the cross-sectional area of the coil of the second center electrode is increased, the inductance is increased, and the insertion loss is further decreased.
本発明に係る2ポート型非可逆回路素子において、めっき膜はCu又はAgにて形成することができる。また、フェライトの中心層と外側層とはそれぞれの飽和磁化が異なっていることが好ましい。外側層の飽和磁化が中心層に対して小さい場合、あるいは、大きい場合のいずれであってもよい。同じフェライト(マイクロ波用磁性体材料)であっても、中心層と外側層とで飽和磁化を異ならせているので中心層と外側層とで透磁率に差を生じ、アイソレータとして動作する。 In the two-port nonreciprocal circuit device according to the present invention, the plating film can be formed of Cu or Ag. Further, it is preferable that the saturation magnetization differs between the ferrite central layer and the outer layer. Either the case where the saturation magnetization of the outer layer is small or the case where it is large relative to the central layer may be used. Even if the same ferrite (magnetic material for microwaves) is used, the saturation magnetization differs between the central layer and the outer layer, so that the magnetic permeability differs between the central layer and the outer layer, and the device operates as an isolator.
また、外側層の厚みは中心層の厚みよりも小さいことが好ましい。第1及び第2中心電極の結合が強くなる。 The thickness of the outer layer is preferably smaller than the thickness of the center layer. The coupling between the first and second center electrodes becomes stronger.
本発明によれば、フェライトの中心層、外側層、第1及び第2中心電極を一体的に同時焼成することができるので焼成工程を少なくして低コストで製造できるとともに、Pd又はAg/Pdからなる第2中心電極の表面に導電率の大きい金属材料からなるめっき膜を形成したため、第2中心電極のQ値が大きくなって挿入損失が低下する。 According to the present invention, the ferrite central layer, outer layer, and first and second central electrodes can be integrally fired at the same time, so that the number of firing steps can be reduced and manufacturing can be performed at low cost, and Pd or Ag / Pd Since a plating film made of a metal material having a high conductivity is formed on the surface of the second center electrode made of, the Q value of the second center electrode is increased and the insertion loss is reduced.
以下、本発明に係る2ポート型非可逆回路素子の実施例について添付図面を参照して説明する。 Embodiments of a two-port nonreciprocal circuit device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
本発明に係る2ポート型非可逆回路素子の一実施例である2ポート型アイソレータの分解斜視図を図1に示す。この2ポート型アイソレータは、集中定数型アイソレータであり、概略、平板状ヨーク10と、回路基板20と、フェライト32と永久磁石41とからなるフェライト・磁石組立体30とで構成されている。なお、図1において、斜線を付した部分は導電体である。
FIG. 1 shows an exploded perspective view of a 2-port isolator which is an embodiment of a 2-port nonreciprocal circuit device according to the present invention. This 2-port type isolator is a lumped constant type isolator, and generally includes a
フェライト32は、図2に示すように、中心層33と二つの外側層34A,34Bとからなり、それぞれマイクロ波用磁性体材料が用いられている。外側層34A,34Bは飽和磁化(Ms)が中心層33の飽和磁化よりも小さい材料又は大きい材料が使用され、第1及び第2中心電極35,36を絶縁状態に確保する絶縁層として機能している。なお、中心層33及び外側層34A,34Bの材料に関しては後に詳述する。
As shown in FIG. 2, the
フェライト32の中心層33は、直方体形状をなし、第1主面を符号32aで示し、第2主面を符号32bで示し、上面及び下面を符号32c,32dで示す。
The
また、永久磁石41はフェライト32に対して磁界を主面32a,32bに垂直方向に印加するように主面32a,32bに対向して、例えば、エポキシ系の接着剤42(図1参照)を介して接着され、フェライト・磁石組立体30を形成している。永久磁石41の主面は主面32a,32bと同一寸法であり、互いの外形が一致するように主面どうしを対向させて配置されている。
Further, the
第1中心電極35は中心層33の第1及び第2主面32a,32bに導体膜にて形成されている。即ち、第1主面32aにおいて第1中心電極35は、右下から立ち上がって左上に長辺に対して比較的小さな角度で傾斜して形成され、左上方に立ち上がり、上面32c上の中継用電極35aを介して第2主面32bに回り込む。第2主面32bにおいて第1中心電極35は、第1主面32aと透視状態でほぼ重なるように形成され、その一端は下面32dに形成された接続用電極35bに接続されている。また、第1中心電極35の他端は下面32dに形成された接続用電極35cに接続されている。このように、第1中心電極35はフェライト32に1ターン巻回されている。そして、第1中心電極35が形成された主面32a,32bには外側層(絶縁層)34A,34Bが設けられ、以下に説明する第2中心電極36との絶縁性が確保されている。
The
第2中心電極36は外側層34A,34Bに導体膜にて形成されている。まず、0.5ターン目36aが外側層34Aにおいて右下から左上に長辺に対して比較的大きな角度で傾斜して第1中心電極35と交差した状態で形成され、上面32c上の中継用電極36bを介して外側層34Bに回り込み、1ターン目36cが外側層34Bにおいてほぼ垂直に第1中心電極35と交差した状態で形成されている。1ターン目36cの下端部は下面32dの中継用電極36dを介して外側層34Aに回り込み、1.5ターン目36eが外側層34Aにおいて0.5ターン目36aと平行に第1中心電極35と交差した状態で形成され、上面32c上の中継用電極36fを介して外側層34Bに回り込んでいる。以下同様に、2ターン目36g、中継用電極36h、2.5ターン目36i、中継用電極36j、3ターン目36k、中継用電極36l、3.5ターン目36m、中継用電極36n、4ターン目36o、がフェライト32の表面にそれぞれ形成されている。また、第2中心電極36の両端は、それぞれ下面32dに形成された接続用電極35c,36pに接続されている。なお、接続用電極35cは第1中心電極35及び第2中心電極36のそれぞれの端部の接続用電極として共用されている。
The
即ち、第2中心電極36はフェライト32に螺旋状に4ターン巻回されていることになる。ここで、ターン数とは、中心電極36が第1又は第2主面32a,32bをそれぞれ1回横断した状態を0.5ターンとして計算している。そして、中心電極35,36の交差角は必要に応じて設定され、入力インピーダンスや挿入損失が調整されることになる。
That is, the
また、接続用電極35b,35c,36pや中継用電極35a,36b,36d,36f,36h,36j,36l,36nは上下面32c,32dに形成された凹部37(図3参照)に電極用導体を塗布又は充填して形成されている。また、上下面32c,32dには各種電極と平行にダミー凹部38も形成され、かつ、ダミー電極39a,39b,39cが形成されている。この種の電極は、中心層33となるマザーフェライト基板に予めスルーホールを形成し、このスルーホールを電極用導体で充填した後、スルーホールを分断する位置でカットすることによって形成される。なお、各種電極は凹部37,38に導体膜として形成したものであってもよい。
The
永久磁石41は、通常、ストロンチウム系、バリウム系、ランタン−コバルト系のフェライトマグネットが用いられる。永久磁石41とフェライト32とを接着する接着剤42としては、一液性の熱硬化型エポキシ接着剤を用いることが最適である。
As the
回路基板20は、複数枚の誘電体シート上に所定の電極を形成して積層し、焼結した積層型基板であり、その内部には、等価回路である図4及び図5に示すように、整合用コンデンサC1,C2,Cs1,Cs2,Cp1,Cp2、終端抵抗Rが内蔵されている。また、上面には端子電極25a,25b,25cが、下面には外部接続用端子電極26,27,28がそれぞれ形成されている。
The
これらの整合用回路素子と前記第1及び第2中心電極35,36との接続関係は、例えば、第1回路例である図4及び第2回路例である図5に示すとおりである。ここで、図4に示す第1回路例に基づいて接続関係を説明する。
The connection relationship between these matching circuit elements and the first and
回路基板20の下面に形成された外部接続用端子電極26が入力ポートP1として機能し、この端子電極26は整合用コンデンサC1と終端抵抗Rとに接続されている。また、この電極26は回路基板20の上面に形成された端子電極25a及びフェライト32の下面32dに形成された接続用電極35bを介して第1中心電極35の一端に接続されている。
The external
第1中心電極35の他端及び第2中心電極36の一端は、フェライト32の下面32dに形成された接続用電極35c及び回路基板20の上面に形成された端子電極25bを介して終端抵抗R及びコンデンサC1,C2に接続され、かつ、回路基板20の下面に形成された外部接続用端子電極27に接続されている。この電極27が出力ポートP2として機能する。
The other end of the
第2中心電極36の他端は、フェライト32の下面32dに形成された接続用電極36p及び回路基板20の上面に形成された端子電極25cを介してコンデンサC2及び回路基板20の下面に形成された外部接続用端子電極28と接続されている。この電極28はグランドポートP3として機能する。
The other end of the
また、図5に示す第2回路例では、入力ポートP1側にコンデンサCs1,Cp1が接続され、出力ポートP2側にコンデンサCs2,Cp2が接続されており、これらのコンデンサはインピーダンス調整用として用いられている。 In the second circuit example shown in FIG. 5, capacitors Cs1 and Cp1 are connected to the input port P1 side, and capacitors Cs2 and Cp2 are connected to the output port P2 side. These capacitors are used for impedance adjustment. ing.
前記フェライト・磁石組立体30は、回路基板20上に載置され、フェライト32の下面32dの各種電極が回路基板20上の端子電極25a,25b,25cとリフローはんだ付けなどによって一体化されるとともに、永久磁石41の下面が回路基板20上に接着剤にて一体化される。
The ferrite /
平板状ヨーク10は、電磁シールド機能を有するもので、前記フェライト・磁石組立体30の上面に誘電体層(接着剤層)15を介して固定されている。平板状ヨーク10の機能は、フェライト・磁石組立体30から磁気の漏れ、高周波電磁界の漏れを抑えること、外部からの磁気の影響を抑えること、本アイソレータをチップマウンタを用いて図示しない基板に搭載する際に、バキュームノズルでピックアップする場所を提供することである。なお、平板状ヨーク10は必ずしも接地されている必要はないが、はんだ付けや導電性接着剤などで接地してもよく、接地すると高周波シールドの効果が向上する。
The
ところで、以上の構成からなる2ポート型アイソレータにおいては、第1中心電極35の一端が入力ポートP1に接続され他端が出力ポートP2に接続され、第2中心電極36の一端が出力ポートP2に接続され他端がグランドポートP3に接続されているため、挿入損失の小さな2ポート型の集中定数型アイソレータとすることができる。さらに、動作時において、第2中心電極36に大きな高周波電流が流れ、第1中心電極35にはほとんど高周波電流が流れない。従って、第1中心電極35及び第2中心電極36によって生じる高周波磁界の方向は第2中心電極36の配置によってその方向が決まる。高周波磁界の方向が決まることにより、挿入損失をより低下させる対策が容易になる。
In the two-port isolator having the above configuration, one end of the
さらに、フェライト・磁石組立体30は、フェライト32と一対の永久磁石41が接着剤42で一体化されていることで、機械的に安定となり、振動や衝撃で変形・破損しない堅牢なアイソレータとなる。
Further, the ferrite /
本アイソレータにおいて、回路基板20は多層誘電体基板である。これにて、内部にコンデンサや抵抗などの回路網を内蔵することができ、アイソレータの小型化、薄型化が達成でき、回路素子間の接続が基板内で行われるために信頼性の向上が期待できる。勿論、回路基板20は必ずしも多層である必要はなく、単層であってもよく、整合用コンデンサなどをチップタイプとして外付けしてもよい。
In this isolator, the
ここで、前記フェライト32、第1及び第2中心電極35,36の材料と製造方法について説明する。
Here, materials and manufacturing methods of the
まず、酸化イットリウム(Y2O3)及び酸化鉄(Fe2O3)を主成分とするマイクロ波用磁性体粉末と、ポリビニルアルコール系有機バインダとを有機溶剤中に分散し、第1のスラリーを得る。前記マイクロ波用磁性体粉末に代えて、マンガンマグネシウムフェライト、ニッケル亜鉛フェライト、カルシウムバナジウムガーネットなどの適宜磁性体材料粉末を用いてもよい。 First, a magnetic powder for microwaves mainly composed of yttrium oxide (Y 2 O 3 ) and iron oxide (Fe 2 O 3 ) and a polyvinyl alcohol organic binder are dispersed in an organic solvent, and a first slurry is prepared. Get. Instead of the magnetic powder for microwaves, magnetic material powders such as manganese magnesium ferrite, nickel zinc ferrite, and calcium vanadium garnet may be used as appropriate.
次に、前述のごとくして得たマイクロ波用磁性体スラリー(第1のスラリー)を、例えば、ドクターブレード法によって、数10μmの均一な厚みのマイクロ波用磁性体グリーンシートを成形し、例えば、100mm×100mmの寸法を有する矩形形状に打ち抜く。 Next, a microwave magnetic material green sheet having a uniform thickness of several tens of μm is formed from the microwave magnetic material slurry (first slurry) obtained as described above, for example, by a doctor blade method. , Punched into a rectangular shape having dimensions of 100 mm × 100 mm.
他方、第2のスラリーとして、前記第1のスラリーと同様の組成系で、飽和磁化が小さくなるように、あるいは、飽和磁化が大きくなるように組成を調整したマイクロ波用磁性体スラリーを得る。この第2のスラリーから前記同様の成形法にてグリーンシートを成形して所定寸法の矩形形状に打ち抜く。なお、グリーンシートの成形は押出成形などであってもよい。また、マイクロ波用磁性体材料において、組成を調整して飽和磁化(Ms)を変化させること自体は従来から周知である。 On the other hand, as the second slurry, a microwave magnetic slurry is prepared with the same composition system as the first slurry so that the saturation magnetization is decreased or the composition is adjusted so that the saturation magnetization is increased. A green sheet is formed from the second slurry by the same forming method as described above and punched into a rectangular shape having a predetermined size. The green sheet may be formed by extrusion. Further, in a magnetic material for microwaves, it is well known that the saturation magnetization (Ms) is changed by adjusting the composition itself.
第1のスラリーからなるグリーンシートを複数枚積層して中心層33を形成し、凹部37,38を形成して導体ペーストを充填する。中心層33の主面32a,32b上には導体ペーストにてスクリーン印刷法により第1中心電極35を形成する。一方、外側層34A,34B上に導体ペーストにてスクリーン印刷法により第2中心電極36を形成する。また、外側層34A,34Bには上下面32c,32dに設けた電極と導通するための切欠きが形成され、該切欠きには導体ペーストを充填する。ここで、各種電極を形成する導体ペーストは、パラジウム又はパラジウムと銀粉末と有機溶剤とを混合してなる導体ペーストが用いられる。なお、中心電極35,36の形成はグラビア転写法などであってもよい。
A plurality of green sheets made of the first slurry are laminated to form the
導体ペーストとしてパラジウム又は銀パラジウム合金を用いるのは、フェライト32(マイクロ波用磁性体材料からなる中心層33及び外側層34A,34B)と同時焼成する際、1350℃程度の焼成温度に耐え得るためである。但し、パラジウム又は銀パラジウム合金は導電率が10×106S程度と低い。従って、そのままではアイソレータの動作時に第2中心電極36に本来必要な大電流が流れにくくなる。そこで、本実施例では、以下に説明する焼結後に、外側に形成された第2中心電極36の表面に、Cu,Agなどの導電率の高い(40×106S以上)金属材料で厚さ3〜5μm程度のめっき膜を形成している。
Palladium or silver-palladium alloy is used as the conductive paste because it can withstand a firing temperature of about 1350 ° C. when simultaneously fired with ferrite 32 (
次に、第1中心電極35が形成された中心層33と、第2中心電極36が形成された外側層34A,34Bとを積層・加圧し、積層体を得る。そして、この積層体を1300〜1400℃の温度で焼成し、焼結体を得る。この焼結体の表裏面に永久磁石41となる基板を接着し、マザー基板を得る。次に、このマザー基板を1単位のフェライト・磁石組立体30(図1参照)となるようにカットする。
Next, the
フェライト・磁石組立体30を製造するに際して、中心層33及び外側層34A,34Bを以上のようにマイクロ波用磁性体材料にてグリーンシートを製作するようにしたため、焼成工程において、3層全ての焼結温度、収差挙動がほぼ一致し、反りやクラックのない焼結体が得られ、アイソレータとしての信頼性が高まる。同時焼成によって製造工程が簡略化されるのみならず、外側層(絶縁層)34A,34Bとして高価なガラスなどの材料を使わなくて済み、製造コストが低減される。
When the ferrite /
さらに、本実施例では、外側層34A,34Bの飽和磁化を中心層33の飽和磁化よりも小さくしている。永久磁石41によりフェライト32に対して主面32a,32bに対して垂直方向に外部磁界を与えると、アイソレータ動作に寄与するのは中心層33の磁性体であり、中心層33に合わせた内部磁界となるように外部磁界を与えている。外側層34A,34Bはその飽和磁化が小さいことにより、以下の式(1)に示すように、中心層33に比べて内部磁界が大きくなる。その結果、外側層34A,34Bは中心層33に比べて磁気的に飽和状態になり、透磁率が小さくなり、単なる絶縁層として作用する。
Furthermore, in this embodiment, the saturation magnetization of the
Hin=Hex−N・Ms …(1)
Hin:内部磁界
Hex:外部磁界
N:反磁界係数
Ms:飽和磁化
Hin = Hex−N · Ms (1)
Hin: Internal magnetic field Hex: External magnetic field N: Demagnetizing field coefficient Ms: Saturation magnetization
一例として、外部磁界Hexを91500A/m、反磁界係数Nを0.6、中心層33の飽和磁化Msを0.10T(79600A/m)、外側層34A,34Bの飽和磁化Msを0.04T(31800A/m)とすると、
中心層Hin=91500−0.6×79600=43740A/m
外側層Hin=91500−0.6×31800=72420A/m
となる。
As an example, the external magnetic field Hex is 91500 A / m, the demagnetizing factor N is 0.6, the saturation magnetization Ms of the
Central layer Hin = 91500−0.6 × 79600 = 43740 A / m
Outer layer Hin = 91500−0.6 × 31800 = 72220 A / m
It becomes.
図6は、周波数に対するアイソレータの挿入損失(左側の縦軸参照)とアイソレーション(右側の縦軸参照)を示している。実線Aa,Abは中心層に磁性体材料を用い、外側層に非磁性体材料を用いて別々に焼成した比較例1のアイソレーション特性及び挿入損失特性を示し、この特性が基準となる。中心層及び外側層に磁性体材料(飽和磁化はともに同じ)を用い、第1及び第2中心電極35,36にパラジウムを用いた比較例2は、実線Aaと同等のアイソレーション特性を示したが、挿入損失特性に関しては細線Bbに示すように悪化している。
FIG. 6 shows the insertion loss (see the left vertical axis) and isolation (see the right vertical axis) of the isolator with respect to frequency. Solid lines Aa and Ab show the isolation characteristics and insertion loss characteristics of Comparative Example 1 which were separately fired using a magnetic material for the center layer and a non-magnetic material for the outer layer. Comparative Example 2 using a magnetic material (saturation magnetization is the same for both) for the center layer and the outer layer and using palladium for the first and
これに対して、前記実施例で示したように、中心層及び外側層に磁性体材料を用いるも、前記一例として数値を挙げて示したように外側層の飽和磁化を中心層の飽和磁化よりも小さくし、第1及び第2中心電極35,36にパラジウムを用い、かつ、第2中心電極36に無電解銅めっきを施した場合には、アイソレーション特性は前記比較例1のアイソレーション特性Aaと同等であった(特性曲線は実線Aaに重なってしまう)。また、挿入損失特性は図6に点線Cbで示すように、比較例1の挿入損失特性Abとほぼ同等であった。
On the other hand, as shown in the above embodiment, although magnetic materials are used for the center layer and the outer layer, the saturation magnetization of the outer layer is changed from the saturation magnetization of the center layer as shown in the numerical example. When palladium is used for the first and
即ち、本実施例によれば、中心層33と外側層34A,34B及び電極を同時に焼成できて焼成工程が減少し、かつ、比較例1(従来品に相当する)とほぼ同等の挿入損失特性及びアイソレーション特性を得ることができる。
That is, according to the present embodiment, the
また、第2中心電極36は第1中心電極35の外側に配置されているため、第2中心電極36のコイルの断面積が大きくなってインダクタンスが大きくなり、挿入損失がより小さくなる。即ち、挿入損失は第2中心電極36のインダクタンス値L2に対する第1中心電極35のインダクタンス値L1の比の値が小さくなる程良好になるからである。
In addition, since the
また、外側層34A,34Bの厚みは中心層33の厚みよりも小さいことが好ましい。外側層34A,34Bが薄いと第1及び第2中心電極35,36の結合が強くなる。
In addition, the thickness of the outer layers 34 </ b> A and 34 </ b> B is preferably smaller than the thickness of the
(他の実施例)
なお、本発明に係る2ポート型非可逆回路素子は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
(Other examples)
The two-port nonreciprocal circuit device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the gist thereof.
例えば、永久磁石41のN極とS極を反転させれば、入力ポートP1と出力ポートP2が入れ替わる。また、前記実施例では、整合用回路素子の全てを回路基板に内蔵したものを示したが、チップタイプのインダクタやコンデンサを回路基板に外付けしてもよい。あるいは、回路素子をフェライト32に組み込むこともできる。
For example, if the N pole and S pole of the
また、前記第1及び第2中心電極35,36の形状は種々に変更することができる。例えば、第1中心電極35は主面32a,32b上で2本に分岐していてもよい。また、第2中心電極36は1ターン以上巻回されていればよい。
Further, the shapes of the first and
20…回路基板
30…フェライト・磁石組立体
32…フェライト
33…中心層
34A,34B…外側層
35…第1中心電極
36…第2中心電極
41…永久磁石
P1…入力ポート
P2…出力ポート
P3…グランドポート
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記永久磁石により直流磁界が印加されるフェライトと、
前記フェライトに配置され、一端が入力ポートに電気的に接続され、他端が出力ポートに電気的に接続された導体膜からなる第1中心電極と、
前記第1中心電極と電気的に絶縁状態で交差して前記フェライトに配置され、一端が出力ポートに電気的に接続され、他端がグランドポートに電気的に接続された導体膜からなる第2中心電極と、
前記入力ポートと前記出力ポートとの間に電気的に接続された第1整合容量と、
前記出力ポートと前記グランドポートとの間に電気的に接続された第2整合容量と、
前記入力ポートと前記出力ポートとの間に電気的に接続された抵抗と、
を備え、
前記フェライトと前記永久磁石は、前記第1及び第2中心電極が配置された面と平行に両側から永久磁石によって挟着されたフェライト・磁石組立体を構成し、
前記フェライトは、中心層と、前記第1中心電極と前記第2中心電極との絶縁状態を確保する外側層とで構成され、中心層上に第1中心電極がPd又はAg/Pdにて形成され、外側層の外面に第2中心電極がPd又はAg/Pdにて形成され、かつ、中心層、外側層、第1及び第2中心電極が一体的に焼結されており、
前記第2中心電極の表面には導電率が40×106S以上の金属材料からなるめっき膜が形成されていること、
を特徴とする2ポート型非可逆回路素子。 With permanent magnets,
A ferrite to which a DC magnetic field is applied by the permanent magnet;
A first central electrode made of a conductor film disposed on the ferrite, having one end electrically connected to the input port and the other end electrically connected to the output port;
A second conductive film that intersects the first center electrode in an electrically insulated state and is disposed on the ferrite, having one end electrically connected to the output port and the other end electrically connected to the ground port; A center electrode;
A first matching capacitor electrically connected between the input port and the output port;
A second matching capacitor electrically connected between the output port and the ground port;
A resistor electrically connected between the input port and the output port;
With
The ferrite and the permanent magnet constitute a ferrite / magnet assembly sandwiched by permanent magnets from both sides in parallel with the surface on which the first and second center electrodes are disposed,
The ferrite is composed of a center layer and an outer layer that ensures insulation between the first center electrode and the second center electrode, and the first center electrode is formed of Pd or Ag / Pd on the center layer. The second center electrode is formed of Pd or Ag / Pd on the outer surface of the outer layer, and the center layer, the outer layer, the first and second center electrodes are integrally sintered,
A plating film made of a metal material having a conductivity of 40 × 10 6 S or more is formed on the surface of the second center electrode;
A two-port nonreciprocal circuit device characterized by the above.
前記フェライト・磁石組立体は、前記回路基板上に、前記第1及び第2中心電極が配置された面が該回路基板の表面に対して垂直方向に配置されていること、
を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の2ポート型非可逆回路素子。 A circuit board having terminal electrodes formed on the surface,
The ferrite magnet assembly has a surface on which the first and second center electrodes are disposed on the circuit board in a direction perpendicular to the surface of the circuit board;
The two-port nonreciprocal circuit device according to any one of claims 1 to 4, wherein:
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WO2012172882A1 (en) * | 2011-06-16 | 2012-12-20 | 株式会社村田製作所 | Nonreciprocal circuit element |
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011066112A (en) * | 2009-09-16 | 2011-03-31 | Murata Mfg Co Ltd | Circuit module |
CN102024800A (en) * | 2009-09-16 | 2011-04-20 | 株式会社村田制作所 | Circuit module |
US8558119B2 (en) | 2009-09-16 | 2013-10-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Circuit module |
WO2011068020A1 (en) | 2009-12-04 | 2011-06-09 | Shimizu Kazuhiko | Smokeless smoking jig |
US8502616B2 (en) | 2010-09-15 | 2013-08-06 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Composite electronic module |
US8525610B2 (en) | 2010-09-27 | 2013-09-03 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Composite electronic module and method of manufacturing composite electronic module |
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