JP2012029123A - Nonreciprocal circuit device - Google Patents
Nonreciprocal circuit device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012029123A JP2012029123A JP2010166823A JP2010166823A JP2012029123A JP 2012029123 A JP2012029123 A JP 2012029123A JP 2010166823 A JP2010166823 A JP 2010166823A JP 2010166823 A JP2010166823 A JP 2010166823A JP 2012029123 A JP2012029123 A JP 2012029123A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- yoke
- support
- lower yoke
- main surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、アイソレータやサーキュレータ等の非可逆回路素子に関する。 The present invention relates to non-reciprocal circuit elements such as isolators and circulators.
アイソレータやサーキュレータ等の非可逆回路素子は、例えば、携帯電話や無線通信装置等(移動局)や、基地局で使用される通信機器等に用いられ、信号を伝送方向のみに通過させ、逆方向への伝送を阻止する機能を有するものである。
図16は特許文献1に開示された分布定数型の非可逆回路素子の外観図であり、図17は、その分解斜視図である。この非可逆回路素子1は、筐体12に中心導体部10と抵抗14を配置して構成されている。
Non-reciprocal circuit elements such as isolators and circulators are used in, for example, mobile phones, wireless communication devices (mobile stations), communication devices used in base stations, and the like, allowing signals to pass only in the transmission direction and in the reverse direction. It has a function to block transmission to the network.
FIG. 16 is an external view of a distributed constant type nonreciprocal circuit device disclosed in Patent Document 1, and FIG. 17 is an exploded perspective view thereof. The nonreciprocal circuit device 1 is configured by arranging a
筐体12は、アルミニウム等をダイキャスト(高圧鋳造)したものや、切削加工にて塊から切り出したものであり、平板部12aから上方に壁部12bが直立し、抵抗14を位置決めする突起部12cが形成されている。3箇所に設けられた壁部12bの内側は平板部12aと同一面となる底面を有する収納部12dとなり、前記収納部12dには中心導体部10が配置される。
中心導体部10は、銅薄板から形成され三方向に放射状に延びる帯状電極21a,21b,21cを有する中心導体20と、マイクロ波フェライトであるガーネット板22,23(以下フェライト板と呼ぶ場合がある)と、鉄板24と、永久磁石26を積み重ね接着して構成され、筐体12の収納部12d内に収容される。
The
The
中心導体20の帯状電極21cは抵抗14と接続され短絡する。抵抗14は筐体12の突起部12cで位置決めされてはんだ等で筐体12に固定される。放熱効果の高い筐体12に抵抗14が実装されるので、抵抗14で発生した熱が拡散し易く、耐電力特性が向上する。
The
非可逆回路素子に対しては常に低廉化の要求があるが、筐体12は、ダイキャストや切削加工して作製されるので、単純な形状よりも製造コストが高くなる問題があった。
そこで図18に示す様に、筐体12の中心導体やガーネット板を収容する部分を、磁気回路として機能するヨーク(上ヨーク50,下ヨーク55)を用いて別体(便宜上サーキュレータ部7と呼ぶ)とし、別途準備された板状支持体16に固定することが行われている。
The non-reciprocal circuit device is always required to be inexpensive, but the
Therefore, as shown in FIG. 18, the portion of the
この様な構成によれば、構造の変更がある場合に、ヨークあるいは板状支持体のどちらかを変更することで容易に対応可能であるとともに、異なる製品間での部材の共通化も可能であるので、製造コストを低減するのに有効である。 According to such a configuration, when there is a change in structure, it is possible to easily cope with it by changing either the yoke or the plate-like support, and it is also possible to share members between different products. Therefore, it is effective for reducing the manufacturing cost.
このような非可逆回路素子においては、板状支持体16を構成する金属として、電気抵抗や熱伝導率に優れる銅が、防錆、半田付け性向上の為にめっき処理されて供され、上下ヨーク50,55にはSPCCなどの鋼鉄が用いられていた。それらは非可逆回路素子に占める割合が大きく、重量を増加させる要因になっていた。また、ヨークと板状支持体を重ねるため、高さが増し易い構造となっている。
通信機器においては、小型、低背化、軽量化は重要な技術的課題となっており、非可逆回路素子もまた同様の課題を有する。そこで軽量化、低背化のため、上下ヨーク50,55を構成する金属の厚みを薄くするとともに、板状支持体16を構成する金属材料を銅に代えて、密度が約1/3のアルミニウムを用いるようになって来た。
In such a nonreciprocal circuit element, copper having excellent electrical resistance and thermal conductivity is provided as a metal constituting the plate-
In communication devices, miniaturization, reduction in height, and weight reduction are important technical issues, and nonreciprocal circuit elements have similar issues. Therefore, in order to reduce the weight and height, the thickness of the metal constituting the upper and
下ヨーク55と板状支持体16とは、はんだ等によるろう付接合にて固定される。はんだ接合では、はんだが溶融する温度まで部材(板状支持体と下ヨーク等)を加熱した後、室温まで降温されるため、下ヨークと板状支持体とで異なる熱膨張係数を有する場合には、熱膨張係数の差に起因する応力が接合界面に作用する。
上下ヨーク50,55や板状支持体16を構成する金属材料の熱膨張係数は、アルミニウムが24×10−6/℃程度であり、鋼鉄、例えばSPCCであれば12×10−6/℃程度であり、銅は14〜17×10−6/℃程度である。また接合に用いるはんだは20×10−6/℃程度の熱膨張係数を有する。
このため、例えば下ヨークをSPCCとし、板状支持体をアルミニウムで構成すると、その熱膨張係数の差によって、下ヨークの下面側には圧縮応力が、板状支持体の上面側には引張応力が作用するようになる。
ろう付後に発生した応力によって下ヨークの上面は接合界面での変形に倣って変形する。ヨークや板状支持体の薄肉化によって変形が一層顕著になった結果、その変形量は温度変化や下ヨーク等の大きさ、厚みにもよるが、100μm以上の変形を示すこともあった。
The
The thermal expansion coefficient of the metal material constituting the upper and
For this reason, for example, when the lower yoke is made of SPCC and the plate-like support is made of aluminum, a compressive stress is applied to the lower surface of the lower yoke and a tensile stress is applied to the upper surface of the plate-like support due to the difference in thermal expansion coefficient. Comes to work.
Due to the stress generated after brazing, the upper surface of the lower yoke is deformed following the deformation at the joint interface. As a result of the thinning of the yoke and the plate-like support, the deformation became more conspicuous. As a result, the amount of deformation sometimes showed a deformation of 100 μm or more, depending on the temperature change and the size and thickness of the lower yoke.
下ヨークの上面の変形によって、隣接して配置される導体部材(例えば後述するアース板30など)との間の界面に生じる空隙も増加する。下ヨークの上面は電気的に高周波電流の経路であるグランド面となるので、導体部材と下ヨークとの電気的接続が減じられて安定したグランド電位が得られず、優れた電気的特性が得られないといった問題があった。これでは、いくら非可逆回路素子を構成する永久磁石やガーネット板等の構成部材を最適化して優れた電気的特性が得られる様に構成しても、本来の性能が発揮出来ない。
Due to the deformation of the upper surface of the lower yoke, the gap generated at the interface with a conductor member (for example, an
また、板状支持体と下ヨークとの接合界面に大きな応力が作用すると、接合部にクラックが生じるなどして、接合強度が低下する等の問題もあった。 In addition, when a large stress is applied to the bonding interface between the plate-like support and the lower yoke, there is a problem that the bonding strength is reduced due to a crack in the bonding portion.
下ヨークの上面と導体部材との電気的接続が確実に得られるように、はんだや導電性接着剤を用いて接合することもあるが、環境温度や入力する高周波電力等の負荷状態が様々に変化する種々の環境にて使用される非可逆回路素子では、使用環境による温度の変動によって応力が繰り返し作用し、接合部にクラックが生じるなどして経時的に電気的特性が変動する問題がある。 In order to ensure electrical connection between the upper surface of the lower yoke and the conductor member, it may be joined using solder or conductive adhesive, but there are various load conditions such as environmental temperature and input high frequency power. In non-reciprocal circuit elements used in various changing environments, there is a problem that electrical characteristics fluctuate over time due to stress repeatedly acting due to temperature fluctuations depending on the usage environment, causing cracks in the joints, etc. .
熱膨張係数が異なる部材を接合して用いる限り、接合界面に応力が作用することは避けられないが、これまでは下ヨークの上面の変形については何等認識されてなく、当然ながら、その変形を小さくすることについても何等検討されていなかった。
そこで本発明では、簡単な構成によって、板状支持体と下ヨークとの接合界面に生じる応力を抑制して下ヨークの上面の変形を低減し、もって電気的特性に優れた非可逆回路素子を提供することを目的とする。
As long as members with different coefficients of thermal expansion are joined and used, it is inevitable that stress acts on the joint interface, but until now there has been no recognition of the deformation of the upper surface of the lower yoke. No consideration was given to making it smaller.
Therefore, in the present invention, a non-reciprocal circuit device having excellent electrical characteristics can be obtained by suppressing the stress generated at the bonding interface between the plate-like support and the lower yoke and reducing the deformation of the upper surface of the lower yoke with a simple configuration. The purpose is to provide.
第1の発明は、対向する第1主面と第2主面を有するヨークと、前記ヨークの第1主面にフェライト板と中心導体とを重ねて配置したサーキュレータ部と、前記ヨークの第2主面と接合された板状支持体とを備えた非可逆回路素子であって、前記ヨークよりも熱膨張係数が大きい金属で前記板状支持体を構成し、前記ヨークを前記板状支持体と重ねて、前記ヨークの第2主面の一部とろう付接合にて固定することを特徴とする非可逆回路素子である。
ろう付接合箇所は、板状支持体との接合箇所をヨーク第2主面の面積よりも減じるようにあれば、ヨークの第2主面の中央部、周縁部、あるいは複数箇所など、特に限定されない。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a yoke having a first main surface and a second main surface that face each other, a circulator portion in which a ferrite plate and a central conductor are arranged on the first main surface of the yoke, and a second of the yoke. A non-reciprocal circuit device including a plate-like support joined to a main surface, wherein the plate-like support is made of a metal having a thermal expansion coefficient larger than that of the yoke, and the yoke is used as the plate-like support. The non-reciprocal circuit device is characterized in that it is fixed to the part of the second main surface of the yoke by brazing joint.
The brazing joint portion is particularly limited to a central portion, a peripheral portion, or a plurality of portions of the second main surface of the yoke as long as the joint portion with the plate-like support is less than the area of the second main surface of the yoke. Not.
本発明において前記板状支持体は、少なくとも前記下ヨークの下面側に開口する孔部を有し、前記下ヨークは前記孔部を覆って前記板状支持体と重ねられるのが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the plate-like support has a hole opening at least on a lower surface side of the lower yoke, and the lower yoke covers the hole and is overlapped with the plate-like support.
また前記下ヨークの第2主面、または前記板状支持体の前記下ヨークと重なる部位には、一部にソルダーレジストが形成されているのが好ましい。ソルダーレジストとしては、ポリイミド系、アクリル系、エポキシ系などの樹脂を挙げることができる。
ろう付の際に、本来接合しない部分に迄、ろう材が意図せず広がってしまうことがある。孔部やソルダーレジストを形成することで、確実にヨークと板状支持体との接合面積を低減することが出来る。孔部の開口面積あるいはソルダーレジストの形成面積は、下ヨークと板状支持体との接合強度を考慮して設定されるが、下ヨークの第1主面の全面積に対して80%以下であるのが好ましい。なお複数の孔部やソルダーレジストを設ける場合は、孔部の開口面積あるいはソルダーレジストの形成面積は、それらの総計の開口面積や形成面積となる。
Moreover, it is preferable that a solder resist is partially formed on the second main surface of the lower yoke or a portion overlapping the lower yoke of the plate-like support. Examples of the solder resist include polyimide, acrylic, and epoxy resins.
When brazing, the brazing material may unintentionally spread to the part that is not originally joined. By forming the hole and the solder resist, the joint area between the yoke and the plate-like support can be surely reduced. The opening area of the hole or the formation area of the solder resist is set in consideration of the bonding strength between the lower yoke and the plate-like support, but is 80% or less with respect to the total area of the first main surface of the lower yoke. Preferably there is. In addition, when providing a some hole part and a soldering resist, the opening area of a hole part or the formation area of a soldering resist becomes the opening area and formation area of those total.
また前記下ヨークの第1主面は、−25℃〜+85℃の間で同じ方向に凸となるのが好ましい。 The first main surface of the lower yoke is preferably convex in the same direction between −25 ° C. and + 85 ° C.
本発明によれば、下ヨークと板状支持体とのろう付が、接合界面の一部分で行なわれるので接合界面における応力を低減出来、もって下ヨークの主面の変形を低減している。 According to the present invention, since the brazing between the lower yoke and the plate-like support is performed at a part of the joining interface, the stress at the joining interface can be reduced, thereby reducing the deformation of the main surface of the lower yoke.
前記板状支持体に孔部を設ける場合には、開口の外周部に段差を設け、前記段差に下ヨークを落とし込み、外縁部でろう付すれば、非可逆回路素子を低背化することが出来るので好ましい。また段差の隅部はR状となり易いので、下ヨークの下面との接触干渉を防ぐ様に、隅部に窪みを設けても良い。 When the hole is provided in the plate-like support, a step is provided on the outer peripheral portion of the opening, a lower yoke is dropped into the step, and brazing is performed at the outer edge, thereby reducing the height of the nonreciprocal circuit element. It is preferable because it is possible. Further, since the corner of the step is likely to have an R shape, a recess may be provided in the corner so as to prevent contact interference with the lower surface of the lower yoke.
非可逆回路素子が使用される温度環境は様々であり、取り扱う信号電力によっては抵抗での発熱量も異なり変化する。通常−25℃〜+85℃での環境下で所定の諸特性を満足することが求められる。
温度変化に伴って下ヨークの主面の変形方向が変化してしまうと、導体部材との接続点が変化するため、下ヨークのグランド面としての機能が低下し、電気的特性が不安定となるとともに、構成部材に割れなどが生じ易くなる。そこで本発明においては、安定した電気的特性が得られる様に、下ヨークの主面の変形をフェライト板側に凸状の、一様の変形方向がとなる様にしている。変形が凸状であれば、下ケースの第1主面と導体部材との接続部を、常に下ケースの上面略中央部に確保して、安定した電気的特性を得ることが出来る。
The temperature environment in which the nonreciprocal circuit element is used varies, and the amount of heat generated by the resistor varies depending on the signal power handled. Usually, it is required to satisfy predetermined characteristics in an environment at −25 ° C. to + 85 ° C.
If the deformation direction of the main surface of the lower yoke changes with the temperature change, the connection point with the conductor member changes, so the function as the ground surface of the lower yoke is reduced and the electrical characteristics are unstable. At the same time, cracks and the like are likely to occur in the constituent members. Therefore, in the present invention, the deformation of the main surface of the lower yoke is convex toward the ferrite plate so as to obtain a uniform deformation direction so that stable electrical characteristics can be obtained. If the deformation is convex, the connecting portion between the first main surface of the lower case and the conductor member can always be secured at the substantially central portion of the upper surface of the lower case to obtain stable electrical characteristics.
また、下ヨークには、非可逆回路素子を構成するフェライト板や中心導体を含む構成部材が収容されるが、それらを上ヨークと下ヨークによって挟み押圧力を作用させて固定する場合がある。
変形状態が凸状であれば、理想的にはフェライト板に作用する力点と支点が一致し、かつ変形量も小さければ押圧力によるフェライト板の割れが生じ難くなる。
In addition, the lower yoke accommodates components including a ferrite plate and a central conductor constituting the non-reciprocal circuit element, and there are cases in which they are fixed by sandwiching them between the upper yoke and the lower yoke and applying a pressing force.
If the deformation state is convex, ideally, the force point acting on the ferrite plate coincides with the fulcrum, and if the deformation amount is small, the ferrite plate is not easily cracked by the pressing force.
前記板状支持体を銅、銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金とし、前記下ヨークを鋼鉄とするのが好ましい。下ヨークは磁気回路を構成するためSPCC等の軟鋼を用い、板状支持体は熱伝導率や比抵抗が小さい金属が選定される。板状支持体や下ヨークは高周波電流の経路を形成するので、電気伝導率を向上するようにめっき処理するのも好ましい。 The plate-like support is preferably copper, copper alloy, aluminum or aluminum alloy, and the lower yoke is preferably steel. The lower yoke uses a soft steel such as SPCC in order to constitute a magnetic circuit, and a metal having a small thermal conductivity and specific resistance is selected for the plate-like support. Since the plate-like support and the lower yoke form a high-frequency current path, it is also preferable to perform plating so as to improve the electrical conductivity.
本発明によれば、板状支持体と下ヨークとの接合界面に生じる応力を低減することが出来、もって下ヨークの上面の変形を抑制して電気的特性に優れた非可逆回路素子を提供することが出来る。 According to the present invention, it is possible to reduce the stress generated at the bonding interface between the plate-like support and the lower yoke, and thus to provide a nonreciprocal circuit device having excellent electrical characteristics by suppressing deformation of the upper surface of the lower yoke. I can do it.
以下。本発明の一実施態様に係る非可逆回路素子について説明する。
図1は本発明に係る非可逆回路素子の一実施形態を示す斜視図であり、図2はその分解構造を示す斜視図であり、図3は板状支持体の主面に垂直な方向に切断した部分拡大切断図である。
Less than. A nonreciprocal circuit device according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a non-reciprocal circuit device according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing an exploded structure thereof, and FIG. 3 is a direction perpendicular to the main surface of a plate-like support. It is the partial expanded cutaway view cut | disconnected.
この非可逆回路素子は、板状支持体16の一面上にサーキュレータ部7と抵抗14を実装してなるものである。
板状支持体16は、下ヨーク55を構成する金属材料よりも熱膨張係数が大きく、かつ抵抗14の発熱を考慮して熱伝導率の大きい金属材料が用いられる。本実施例では下ヨーク55を磁気ヨークとして機能するSPCCを用い、板状支持体16はSPCCよりも熱膨張係数が大きい金属材料であるアルミニウム合金を用いた。
板状支持体16としては、他に銅などの金属材料を使用しても良い。また板状支持体16には、下地Niめっき、その上にSnめっきが施されている。表面に形成される金属めっき膜は、電気抵抗が小さい金属材料で形成するのが好ましく、下ヨーク55とのろう付性も合わせて考慮して設定される。
This nonreciprocal circuit element is formed by mounting a
The plate-
As the plate-
図4は板状支持体16の平面図である。板状支持体16は平面視が矩形状であり、大小複数の孔部が形成されている。略中央部には下ヨークの主面の変形を低減するための円形状の孔部60が形成されている。孔部60の形状については特に限定されず、多角形などの形状であっても良い。円、或いは楕円形状であれば板状支持体16への形成が容易である。
四隅に貫通する孔部70a〜70dが形成されている。これは非可逆回路素子を電子機器に取り付ける際に用いられるネジ孔である。孔部60の周囲の2箇所には貫通する孔部90a,90bが形成されている。これは、板状支持体16とサーキュレータ部7の下ヨーク55とをろう付する組立ての際に、治具の位置決めピンが挿通する治具用孔である。孔部70a〜70d、90a,90bは必要に応じて設けられるものであり、形成数や大きさ、あるいは位置などは適宜変更される。
図5(a),(b),(c)に板状支持体16のa−a’断面図を示す。図5(a)に示すように孔部60は貫通孔であっても良いし、図5(b)に示すように一面側にのみ開口するようにしても良い。また、図5(c)に示すように孔部60の周囲に段差部82を設けても良い。下ヨークの第2主面側を前記段差部に落とし込めば、非可逆回路素子を低背化することが出来る。この場合は下ヨークの主面形状と孔部60の形状と同じとするのが好ましい。
孔部60は下ケースの第2主面と重なるように形成されるが、その一部が下ケースの第2主面よりも大きく構成されていても構わない。
FIG. 4 is a plan view of the plate-
5A, 5B, and 5C are sectional views of the plate-
The
図6に他の態様の板状支持体の平面図を示す。孔部60は板状支持体に対して一つに限定されず、複数箇所に設けても同様の効果が得られる。なお各孔の径は同じであっても良いし、異ならせても良い。
The top view of the plate-shaped support body of another aspect is shown in FIG. The
ここに示した板状支持体16では、その略中央部に5つの孔部60が、下ヨーク55の第2主面と重なる位置に形成されている。下ヨーク55の第2主面と板状支持体16とが重ねられ、前記第2主面の中央部を除く外縁部でろう付されて接合される。
In the plate-
ろう付は、はんだ粉とフラックス、又はこれらにビヒクルを加えて混練したペースト状の高温はんだを用いて行なう。板状支持体16との間で接合強度が確保され、かつ下ヨーク55の上面の変形形態が凸であれば、ろう付箇所は限定されず複数箇所であっても良い。好ましくは、下ヨークの第1主面が円弧状となりフェライト板側へ凸の変形となるように、孔部60の略全周縁にて行なうのが好ましい。
The brazing is performed using solder powder and flux, or paste-like high-temperature solder kneaded with a vehicle added thereto. As long as the bonding strength with the plate-
本実施例に用いた下ヨーク55は平面視で略円形状であり、底部から立設する壁部を備えたキャップ状、あるいはケース状に鋼板から形成されている。形状は特に限定されないが通常は略矩形か略円形で形成される。鋼板は好ましくは0.5mm〜1.5mm厚みのものを用いる。
The
下ヨーク55の内側には、図示した順序で底部(第1主面)より構成部材が積み重ねられる。まず下ヨークの底部に薄銅板からなるアース板30が配置される。薄銅板は、その厚みが0.02mm〜0.2mmのものを用い、その表面は酸化を防ぐようにAgやAuめっき等の保護めっきが施されている。なお保護めっきは、電気的特性を劣化させない様に電気抵抗率の小さい金属めっきが選択され、その電気抵抗率は1.0×10−7Ω・m以下のものが好ましい。後述するアース板31もまた金属めっきが施されている。アース板30の外周は下ヨーク55の内径よりも小さく形成され、その3箇所には突片が設けられている。アース板30は下ヨーク55の第1主面と当接するがろう付けされず、突片の一部と壁部内側とが当接するようになっている。
On the inner side of the
アース板30上には、円板状のフェライト板23が配置され、その上に中心導体20が配置される。この中心導体20はマイクロストリップラインとも呼ばれ、厚さ30〜250μmの薄板金属板をエッチングして形成される。中央部から3方向に延びる分岐線路29a〜29cが設けられ、フェライト板23の外周縁に到るまでの部分に整合回路として機能する帯状の低インピーダンス線路が設けられている。分岐線路29a〜29cの端部側21a〜21cは、下ヨーク55の壁部の3方に設けられた開口から延出し、高周波信号の入出力端として機能する。
A disk-shaped
なお、入出力端の一つに抵抗を付加してサーキュレータとする場合に、動作周波数でリアクタンス成分が多く含まれると、他の入出力端との間でインピーダンスのずれが生じて電気的特性の劣化を招くことがある。これを補償するため,抵抗と接続する分岐線路の幅を他の分岐線路と異ならせるとともに、低インピーダンス線路の寸法形状も他の低インピーダンス線路と異ならせて調整することがある。 When adding a resistor to one of the input / output terminals to create a circulator, if there are many reactance components at the operating frequency, an impedance shift occurs between the other input / output terminals and the electrical characteristics May cause deterioration. In order to compensate for this, the width of the branch line connected to the resistor may be different from that of the other branch lines, and the size and shape of the low impedance line may be adjusted to be different from those of the other low impedance lines.
中心導体20の上には、更にフェライト板22が配置され、その上に、アース板31、鉄板41、永久磁石26及び鉄板28が配置される。最後に、前記下ヨーク55と同様にSPCCからなる上ヨーク50で押圧して、ヨーク50,55内の収納物が動かないようしている。
A
上ヨーク50,下ヨーク55は高周波電流の経路となるため、電気的特性を向上するように、電気抵抗率の小さい金属めっきが施される。その電気抵抗率は1.0×10−7Ω・m以下であるのが好ましい。
Since the
板状支持体16上には抵抗14が実装され、はんだにてろう付される。抵抗14は、矩形状の窒化アルミの両端側に電極パターンを有し、この電極パターン間にオーバーコートガラスが施され絶縁された抵抗パターンが形成されている。裏面には、ほぼ全面に電極パターンが形成されており、一方端側の電極パターンと接続され、抵抗14にて生じるジュール熱を熱伝導率に優れた板状支持体16を介して放熱する。
A
図7に、組立て治具に配置された状態の非可逆回路素子の斜視図を示す。以下、非可逆回路素子の組立て方法について、図7を用いてその一例を説明する。
非可逆回路素子の組立ては、組立て治具150を用いて行なわれる。この組立て治具150には、その主面の2箇所に立設する位置決めピン120が設けられており、板状支持体16の主面から飛び出す高さとなっている。位置決めピン120は板状支持体16の孔部90a,90bに挿通して、板状支持体16の移動を規制する。
FIG. 7 shows a perspective view of the non-reciprocal circuit element in a state of being arranged on the assembly jig. Hereinafter, an example of a method for assembling the non-reciprocal circuit element will be described with reference to FIG.
The non-reciprocal circuit element is assembled using the
組立て治具150に配置された板状支持体16に、板状の抵抗位置決め用治具(図示せず)を配置する。抵抗位置決め用治具は、板状支持体16の2箇所の孔部70c,70dに対応する位置に位置決めピンを有する。また抵抗14と対応する部分が切り欠かれており、そこから板状支持体16にはんだを塗布した後、切欠きを位置決めとして抵抗を配置する。
A plate-like resistance positioning jig (not shown) is arranged on the plate-
更に板状支持体16の孔部60の外縁部に、ディスペンサによってはんだを塗布した後、サーキュレータ部7を、下ヨーク55の下面(第2主面)が孔部60と重なるように板状支持体16上に配置する。下ヨーク55の底部の側面側には、位置決めピン120と対応する位置に、切欠き95a,95bが設けられており、板状支持体16の主面から飛び出た位置決めピン120にて位置決めされる。分岐線路の端部21cと当接する抵抗14の電極パターンにもはんだが塗布されている。
Further, after applying solder to the outer edge of the
組立て治具150に配置された状態で、板状支持体16とサーキュレータ部7を所定の温度(はんだの融点以上)に調整された恒温槽内に投入する。しばらくして取り出して室温まで冷却し、組立て治具150より取り外して、板状支持体12とサーキュレータ部7とが、はんだ接合された状態の非可逆回路素子を得る。
The plate-
得られた非可逆回路素子は、孔部60によって下ヨーク55に作用する応力が低減されるので、下ヨークの第1主面が凸の変形となるが、その変形量は下ヨーク55の第2主面側の略全面をろう付して接合する場合よりも低減される。
In the obtained non-reciprocal circuit element, the stress acting on the
図8に他の実施態様による非可逆回路素子の斜視図を示す。図9にその構造を示す分解斜視図を示す。図1及び図2で示した非可逆回路素子と基本的な構成は同一であるので、同じ機能を有する構成部には同じ符号を付与している。相違する点は、サーキュレータ部7において、下ヨーク55を円形板状に構成するとともに、上ヨーク50をキャップ状に構成する点である。上ヨーク50の構造をキャップ状とすることで漏洩磁束が低減されるので、鉄板28を用いなくてもフェライト板に十分な動作磁界を与えることが出来る。鉄板28の削減によって、その分、非可逆回路素子を低背化することが出来るとともに、部品費の削減によって低廉化することも出来る。
FIG. 8 is a perspective view of a non-reciprocal circuit device according to another embodiment. FIG. 9 is an exploded perspective view showing the structure. Since the basic configuration is the same as that of the non-reciprocal circuit device shown in FIGS. 1 and 2, the same reference numerals are given to components having the same functions. The difference is that, in the
以下本発明に係る非可逆回路素子を詳細に説明する。なお、全体の構成は既に説明した図1及び図2と同様なので、重複する部分についての説明は省略する。
厚みが1.2mmのSPCCからなり、高さ8mmの下ケース55を準備し、その内側底面(第1主面)に0.1mm厚みの円形状のアース板30を配置した。下ケース55の表面には、Cuめっき、Niめっき、Agめっきの順に総厚が30μmのめっき層を形成している。なお下ケース55の底部面はφ30mmの略円形に構成されている。
Hereinafter, the nonreciprocal circuit device according to the present invention will be described in detail. Since the entire configuration is the same as that of FIGS. 1 and 2 already described, the description of the overlapping parts is omitted.
A
アース板30上には、中心導体組立体が配置される。前記中心導体組立体は、円板状のフェライト板22,23で中心導体20を挟みエポキシ樹脂で接着固定したものである。円板状のフェライト板22,23は、それぞれφ23×1.0mm厚みで、比誘電率εrが11、飽和磁化4πMsが1600mTであり、誘電損失tanδεが2×10−4のガーネットフェライトを用いた。中心導体20は、厚さ150μmの薄板Cu板を所定の形状にエッチングして形成されたものである。なお中心導体20の表面にも良導電体によるめっき層を形成している。
A central conductor assembly is disposed on the
更にその上に中心導体組立体に重ねて、厚みが0.1mmのアース板31、厚みが0.3mmの鉄板24、永久磁石26、厚みが1.0mmの鉄板28を配置した。永久磁石26、φ25×4.15mm厚みの日立金属株式会社製La−Co置換型フェライト磁石のYBM−9BEを用いた。磁気特性は、残留磁束密度(Br)が430〜450mTで、固有保磁力(iHc)は382〜414KA/mである。
Further thereon, a
鉄板28の上には、厚みが0.2mmで外形がφ30.5mmのSPCCからなる上ヨーク50を配置した。下ヨーク55の上端は折り返されて鍔状となっており、上ヨーク50の端部をかしめて内部の構成部材を固定し、高さが9mmのサーキュレータ部7を構成した。中心導体組立体以外の構成部材は上下ヨーク50,55による押圧力によって固定されている。
On the iron plate 28, an
板状支持体16は外形寸法が33.2mm×40mm×1.2mmのアルミニウム合金で形成され、その略中央部には貫通する孔部60が設けられている。孔部60は下ヨーク55の底部面と重なる位置に形成されており、実施例では孔径をφ25mmとしている。
下ヨーク55の下面の中央部を除く外縁の板状支持体16との重なり部分にはんだを塗布し、下ヨーク55と板状支持体16とを重ね、265℃に設定された恒温槽内に7分間投入し、取り出して室温まで自然冷却して925MHz〜960MHzの周波数帯に対応した非可逆回路素子を得た。
比較用に孔部60を設けない板状支持体16を準備し、下ヨーク55の下面の略全面で板状支持体12と接合する以外は実施例と同様にして非可逆回路素子を作製した。
The plate-
Solder is applied to the overlapping part of the outer
For comparison, a non-reciprocal circuit device was prepared in the same manner as in Example except that the plate-
得られた実施例と比較例の非可逆回路素子について、ネットワークアナライザを用いて、電気的特性(挿入損失、リターンロス、アイソレーション)を、室温22℃の温度環境下で評価した。結果を表1及び図10〜図12に示す。表1における各特性値は5個の試料の平均値である。各特性は周波数よって変化するので、周波数帯域内で最も悪いデータを拾い出して各試料の特性値とし、これを平均して表1に示している。図10〜図12の特性図は一つの試料での周波数特性を示している。
About the nonreciprocal circuit element of the obtained Example and comparative example, the electrical characteristic (insertion loss, return loss, isolation) was evaluated in the temperature environment of
実施例の非可逆回路素子では、ガラスエポキシ基板にて形成された測定用基板に直接サーキュレータ部を実装して得られる電気的特性と同等で、比較例のものよりも優れた電気的特性が得られた。 The non-reciprocal circuit device of the example is equivalent to the electrical characteristic obtained by mounting the circulator part directly on the measurement substrate formed of the glass epoxy substrate, and has superior electrical characteristics than the comparative example. It was.
非可逆回路素子において、下ヨークの変形量を計測するのは困難であるので、板状支持体16と下ヨーク55のみはんだ接合した接合体について、下ヨーク55の第1主面の変形量を評価した。
試料a〜cは、φ15mm、φ20mm、φ25mmの孔部を有する板状支持体16のそれぞれに下ヨーク55を接合したものであり、試料dは、下ヨーク55の下面の略中央部を含む領域にポリイミドフィルム(φ25mm)を貼着し、孔部を有さない板状支持体16に接合したものである。図14に試料dを第2主面側から見た平面図を示す。試料cは前述の実施例の非可逆回路素子と対応する。また、試料eは孔部を有さない板状支持体16に下ヨーク55を接合したものであり、前述の比較例の非可逆回路素子と対応する。
In the non-reciprocal circuit element, since it is difficult to measure the deformation amount of the lower yoke, the deformation amount of the first main surface of the
Samples a to c are obtained by joining the
得られた接合体について、下ヨークの第1主面について面粗さ計を用いて測定し、その変形を評価した。図15に変形量を測定した部位を示す。測定長さは下ヨーク内側底面である第1主面の中央部を含む23mmとしている。測定結果を表2に纏める。また図13(a)に試料cの変形状態を、図13(b)に試料eの変形状態を示す。 About the obtained joined body, it measured using the surface roughness meter about the 1st main surface of the lower yoke, and the deformation | transformation was evaluated. FIG. 15 shows a portion where the deformation amount is measured. The measurement length is 23 mm including the central portion of the first main surface which is the bottom surface inside the lower yoke. The measurement results are summarized in Table 2. FIG. 13A shows a deformed state of the sample c, and FIG. 13B shows a deformed state of the sample e.
下ヨーク単体では上面の変形は5μm以下で、略平坦であったが、接合後の下ヨークの何れも変形は上に凸で、中央部を頂点とする弧状の変形を示した。
変形量は孔部を有さない板状支持体で、かつ下ケースにポリイミドフィルムを貼着しない場合が最も大きい。なお板状支持体の裏面側(接合面との対向面)について面粗さ計を用いて測定したところ、下ケースに倣って変形していた。
In the lower yoke alone, the deformation of the upper surface was 5 μm or less and was substantially flat. However, the deformation of each of the lower yokes after the bonding was convex upward, and showed an arc-shaped deformation with the center at the apex.
The amount of deformation is greatest when the plate-like support has no hole and the polyimide film is not attached to the lower case. In addition, when it measured using the surface roughness meter about the back surface side (surface facing a joining surface) of a plate-shaped support body, it deform | transformed following the lower case.
本発明によれば、板状支持体と下ヨークとの接合界面に生じる応力を抑制して下ヨークの上面の変形を低減し、もって電気的特性に優れた非可逆回路素子を提供することが出来る。 According to the present invention, it is possible to provide a nonreciprocal circuit device having excellent electrical characteristics by suppressing the stress generated at the bonding interface between the plate-like support and the lower yoke and reducing the deformation of the upper surface of the lower yoke. I can do it.
1 非可逆回路素子
16 板状支持体
14 抵抗
20 中心導体
22,23 フェライト板
26 永久磁石
24,28 鉄板
30,31 アース板
50 上ヨーク
55 下ヨーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記ヨークよりも熱膨張係数が大きい金属で前記板状支持体を構成し、前記ヨークを前記板状支持体と重ねて、前記ヨークの第2主面の一部とろう付接合にて固定することを特徴とする非可逆回路素子。 A yoke having opposing first main surface and second main surface, a circulator portion in which a ferrite plate and a central conductor are arranged on the first main surface of the yoke, and a second main surface of the yoke. A non-reciprocal circuit device comprising a plate-like support,
The plate-like support is made of a metal having a thermal expansion coefficient larger than that of the yoke, and the yoke is overlapped with the plate-like support and fixed to a part of the second main surface of the yoke by brazing. A nonreciprocal circuit device characterized by the above.
前記下ヨークは前記孔部を覆って前記板状支持体と重ねられたことを特徴とする請求項1に記載の非可逆回路素子。 The plate-like support has a hole opening at least on the lower surface side of the lower yoke,
The nonreciprocal circuit device according to claim 1, wherein the lower yoke covers the hole and is overlapped with the plate-like support.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010166823A JP5633790B2 (en) | 2010-07-26 | 2010-07-26 | Non-reciprocal circuit element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010166823A JP5633790B2 (en) | 2010-07-26 | 2010-07-26 | Non-reciprocal circuit element |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012029123A true JP2012029123A (en) | 2012-02-09 |
JP5633790B2 JP5633790B2 (en) | 2014-12-03 |
Family
ID=45781523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010166823A Active JP5633790B2 (en) | 2010-07-26 | 2010-07-26 | Non-reciprocal circuit element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5633790B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013247566A (en) * | 2012-05-28 | 2013-12-09 | Tdk Corp | Irreversible circuit device and communication device |
EP3322026A1 (en) | 2016-11-14 | 2018-05-16 | TDK Corporation | Non-reciprocal circuit device and communication apparatus using the same |
CN108390138A (en) * | 2018-04-11 | 2018-08-10 | 深圳市风云智创科技有限公司 | A kind of microwave ferrite circulator and isolator |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07161580A (en) * | 1993-12-08 | 1995-06-23 | Murata Mfg Co Ltd | Through type lc filter |
JP2008113155A (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Hitachi Metals Ltd | Irreversible circuit component, cassette using it, rack apparatus and base station for microwave communication |
JP2008113154A (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Hitachi Metals Ltd | Isolator |
-
2010
- 2010-07-26 JP JP2010166823A patent/JP5633790B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07161580A (en) * | 1993-12-08 | 1995-06-23 | Murata Mfg Co Ltd | Through type lc filter |
JP2008113155A (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Hitachi Metals Ltd | Irreversible circuit component, cassette using it, rack apparatus and base station for microwave communication |
JP2008113154A (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Hitachi Metals Ltd | Isolator |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013247566A (en) * | 2012-05-28 | 2013-12-09 | Tdk Corp | Irreversible circuit device and communication device |
EP3322026A1 (en) | 2016-11-14 | 2018-05-16 | TDK Corporation | Non-reciprocal circuit device and communication apparatus using the same |
US10644369B2 (en) | 2016-11-14 | 2020-05-05 | Tdk Corporation | Non-reciprocal circuit device and communication apparatus using the same |
CN108390138A (en) * | 2018-04-11 | 2018-08-10 | 深圳市风云智创科技有限公司 | A kind of microwave ferrite circulator and isolator |
CN108390138B (en) * | 2018-04-11 | 2024-02-13 | 深圳市风云智创科技有限公司 | Microwave ferrite circulator and isolator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5633790B2 (en) | 2014-12-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4817050B2 (en) | Non-reciprocal circuit element | |
JP3548824B2 (en) | Non-reciprocal circuit device and communication device | |
JP5402629B2 (en) | Non-reciprocal circuit element | |
JP5633790B2 (en) | Non-reciprocal circuit element | |
US6731183B2 (en) | Non-reciprocal circuit device and wireless communications equipment comprising same | |
JPH11186814A (en) | Irreversible circuit element | |
JP2007288701A (en) | Irreversible circuit element | |
JP2007306634A (en) | Magnetic rotator and non-reciprocal circuit element using the same | |
KR20140059954A (en) | Smt-type non-reciprocal circuit device and manufacturing method for the same | |
JP4066353B2 (en) | Non-reciprocal circuit element | |
JP3483191B2 (en) | Non-reciprocal circuit element | |
US6417741B2 (en) | Nonreciprocal circuit device with an insulating adhesive tape on the yoke | |
JP5472709B2 (en) | Surface mount type nonreciprocal circuit device | |
JP4208087B2 (en) | Non-reciprocal circuit device and communication device | |
JP4517326B2 (en) | Non-reciprocal circuit device and wireless communication device using the same | |
JP4076089B2 (en) | Magnetic rotor and non-reciprocal circuit device using the same | |
JP4507436B2 (en) | Non-reciprocal circuit element | |
JP2004241944A (en) | Irreversible circuit element, mounting structure for irreversible circuit element, and communication device | |
JP2003115702A (en) | Nonreciprocal circuit element and communication apparatus thereof | |
JP2002246810A (en) | Irreversible circuit element and communication equipment | |
JP2003124711A (en) | Irreversible circuit element | |
JP4807457B2 (en) | Non-reciprocal circuit element | |
JP4066333B2 (en) | Non-reciprocal circuit element | |
JP2012235418A (en) | Non-reciprocal circuit element | |
JP2003017906A (en) | Irreversible circuit device and communication unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130612 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140203 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140422 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140623 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140919 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141002 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5633790 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |