JP2012165063A - Ferrite magnet element and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フェライト・磁石素子、特に、マイクロ波帯で使用されるアイソレータやサーキュレータなどの非可逆回路素子に組み込まれるフェライト・磁石素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a ferrite / magnet element, and more particularly to a ferrite / magnet element incorporated in a nonreciprocal circuit element such as an isolator or a circulator used in a microwave band and a method for manufacturing the same.
従来、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、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 mobile phone.
この種のアイソレータでは、複数の中心電極をフェライトの主面に配置し、該フェライトに永久磁石から直流磁界を印加することで複数の中心電極を結合させている。この場合、永久磁石から発生する磁束の漏れを極力防止することが望ましく、特許文献1に記載のように、板金加工で作製した金属製のヨークをフェライトと永久磁石の周囲に配置していた。しかし、板金加工で作製した金属製のヨークは大型化し、フェライトや永久磁石とは独立した個別品として取り扱う必要があり、組立てなどにも手間がかかり量産性に支障を生じている。 In this type of isolator, a plurality of center electrodes are arranged on the main surface of the ferrite, and a plurality of center electrodes are coupled to the ferrite by applying a direct current magnetic field from a permanent magnet. In this case, it is desirable to prevent leakage of magnetic flux generated from the permanent magnet as much as possible. As described in Patent Document 1, a metal yoke manufactured by sheet metal processing is arranged around the ferrite and the permanent magnet. However, metal yokes manufactured by sheet metal processing are increased in size and need to be handled as individual products independent of ferrite and permanent magnets, which takes time for assembly and the like, and hinders mass productivity.
一方、特許文献2には、ヨークとして磁粉入りの樹脂材からなる箱状の成形品を用いた非可逆回路素子が記載されている。しかし、このヨークも独立した個別品であり、組立てなどの手間がかかることは前記金属製のヨークを用いる場合と同様である。 On the other hand, Patent Document 2 describes a nonreciprocal circuit element using a box-shaped molded product made of a resin material containing magnetic powder as a yoke. However, this yoke is also an independent individual product, and it takes time and effort to assemble the same as in the case of using the metal yoke.
そこで、本発明の目的は、ヨークを個別品としてではなく、フェライトや永久磁石と一体的に取り扱うことのできるフェライト・磁石素子及びその製造方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a ferrite magnet element that can handle a yoke integrally with a ferrite or a permanent magnet, and not a separate product, and a method for manufacturing the same.
本発明の第1形態であるフェライト・磁石素子は、
対向した一対の主面を有するフェライトの少なくとも一の主面に中心電極を配置し、該フェライトの一対の主面にそれぞれ第1及び第2の永久磁石を固着してなるフェライト・磁石素子において、
第1の永久磁石のフェライトとは対向していない主面に接着剤を介して固着された平面状磁性板と、
第2の永久磁石のフェライトとは対向していない主面から第2の永久磁石の両端面、フェライトの両端面、さらに第1の永久磁石の両端面に接着剤を介して固着されたコ字型磁性板と、
を備えたことを特徴とする。
The ferrite magnet element which is the first embodiment of the present invention is
In a ferrite magnet element in which a central electrode is disposed on at least one main surface of a ferrite having a pair of opposed main surfaces, and the first and second permanent magnets are fixed to the pair of main surfaces of the ferrite, respectively.
A planar magnetic plate fixed to the main surface not facing the ferrite of the first permanent magnet via an adhesive;
A U-shape that is fixed to the both end surfaces of the second permanent magnet, both end surfaces of the ferrite, and both end surfaces of the first permanent magnet with an adhesive from the main surface not facing the ferrite of the second permanent magnet. Type magnetic plate,
It is provided with.
本発明の第2形態であるフェライト・磁石素子の製造方法は、
対向した一対の主面を有するフェライトの少なくとも一の主面に中心電極を配置し、該フェライトの一対の主面にそれぞれ第1及び第2の永久磁石を固着してなるフェライト・磁石素子の製造方法において、
フェライトを第1及び第2の永久磁石で挟着した集合基板を作製する工程と、
第1の永久磁石のフェライトとは対向していない主面に接着剤を介して平面状磁性板を固着する工程と、
平面状磁性板を含めて前記集合基板を短冊状基板にカットする工程と、
前記短冊状基板の第2の永久磁石のフェライトとは対向していない主面に未硬化の接着剤を塗布する工程と、
コ字型磁性板を、未硬化の接着剤を塗布した第2の永久磁石のフェライトとは対向していない主面から第2の永久磁石の両端面、フェライトの両端面、さらに第1の永久磁石の両端面に固着する工程と、
平面状磁性板及びコ字型磁性板を含めて前記短冊状基板を一単位のフェライト・磁石素子にカットする工程と、
を備えたことを特徴とする。
The method for producing a ferrite magnet element according to the second embodiment of the present invention is as follows.
Manufacture of a ferrite-magnet element in which a center electrode is disposed on at least one main surface of a ferrite having a pair of opposed main surfaces, and first and second permanent magnets are fixed to the pair of main surfaces of the ferrite, respectively. In the method
Producing a collective substrate in which ferrite is sandwiched between first and second permanent magnets;
A step of fixing a planar magnetic plate to the main surface of the first permanent magnet not facing the ferrite via an adhesive;
Cutting the collective substrate into a strip-shaped substrate including a planar magnetic plate;
Applying an uncured adhesive to the main surface of the strip-shaped substrate that is not opposed to the ferrite of the second permanent magnet;
The U-shaped magnetic plate is moved from the main surface not facing the ferrite of the second permanent magnet to which the uncured adhesive is applied to the both end surfaces of the second permanent magnet, both end surfaces of the ferrite, and the first permanent magnet. Fixing to both end faces of the magnet;
Cutting the strip substrate into a unit of ferrite / magnet element including a planar magnetic plate and a U-shaped magnetic plate;
It is provided with.
前記フェライト・磁石素子において、一体化されたフェライトと一対の永久磁石はその周囲を平面状磁性板とコ字型磁性板とで囲まれ、これらの磁性板がヨークとして機能し、永久磁石から発生する磁束の漏れを防止する。製造過程において、フェライトとその両主面にそれぞれ配置した第1及び第2の永久磁石にて形成された集合基板に、まず、平面状磁性板を固着した状態で短冊状基板にカットし、この短冊状基板にコ字型磁性板を固着した状態で最終的に一単位のフェライト・磁石素子にカットする。それゆえ、一単位のフェライト・磁石素子とされた状態で平面状磁性板及びコ字型磁性板はフェライトや永久磁石と一体化されている。換言すれば、平面状磁性板及びコ字型磁性板はフェライト・磁石素子の製造工程中にフェライト・磁石素子に組み付けられ、別途組立て工程を必要とすることがなく、非可逆回路素子の量産性が向上する。 In the ferrite magnet element, the integrated ferrite and a pair of permanent magnets are surrounded by a planar magnetic plate and a U-shaped magnetic plate, and these magnetic plates function as a yoke and are generated from the permanent magnet. Prevents leakage of magnetic flux. In the manufacturing process, first, a flat substrate is cut into a strip-shaped substrate on a collective substrate formed by the first permanent magnet and the second permanent magnet respectively disposed on both main surfaces of the ferrite. The U-shaped magnetic plate is fixed to the strip-shaped substrate, and finally cut into one unit of ferrite / magnet element. Therefore, the planar magnetic plate and the U-shaped magnetic plate are integrated with the ferrite and the permanent magnet in a state where the unit is a ferrite / magnet element. In other words, the planar magnetic plate and the U-shaped magnetic plate are assembled to the ferrite / magnet element during the manufacturing process of the ferrite / magnet element, and there is no need for a separate assembling process. Will improve.
本発明によれば、ヨークを個別品としてではなく、フェライトや永久磁石と一体的に取り扱うことができ、ひいては、非可逆回路素子の量産性が向上する。 According to the present invention, the yoke can be handled integrally with the ferrite and the permanent magnet, not as an individual product, and as a result, the mass productivity of the nonreciprocal circuit element is improved.
以下、本発明に係るフェライト・磁石素子及びその製造方法の実施例について添付図面を参照して説明する。なお、各図において、同じ部材、部分については共通する符号を付し、重複する説明は省略する。 Embodiments of a ferrite magnet element and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected about the same member and part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
一実施例であるフェライト・磁石素子30は、図1に示すように、非可逆回路素子を構成する一つの素子であり、非可逆回路素子としては、この素子以外に、図示していない回路基板や外装樹脂、必要に応じて実装されるインダクタやコンデンサを含んでいる。なお、本発明を用いて製造可能なフェライト・磁石素子30(非可逆回路素子)としての基本的な構成は従来から種々の態様があり、集中定数型のアイソレータとしては、前述した特許文献1に記載されている2ポート型のアイソレータを挙げることができる。
As shown in FIG. 1, the
この2ポート型のアイソレータ(フェライト・磁石素子30)は、図2に示すように、一対の永久磁石41A,41Bにより直流磁界が印加されるフェライト32と、該フェライト32に互いに絶縁状態で交差して配置された第1中心電極35及び第2中心電極36を備えている。第1中心電極35は、フェライト32に1ターン巻回されており、一端電極35aが入力ポートP1とされ、他端電極35bが出力ポートP2とされている。第2中心電極36は、フェライト32に第1中心電極35と所定の角度で交差した状態で4ターン(ターン数は任意である)巻回されており、一端電極(前記他端電極35bと共用)が出力ポートP2とされ、他端電極36aがグランドポートP3とされている。なお、図2では煩雑さを避けるためにフェライト32の背面側の電極は図示を省略している。
As shown in FIG. 2, the two-port isolator (ferrite / magnet element 30) intersects a
さらに、入力ポートP1と出力ポートP2との間に図示しない終端抵抗が第1中心電極35と並列に接続され、入力ポートP1と出力ポートP2との間に、図示しない第1整合用コンデンサが接続され、出力ポートP2とグランドポートP3との間に図示しない第2整合用コンデンサが接続されている。
Further, a termination resistor (not shown) is connected between the input port P1 and the output port P2 in parallel with the
そして、第1及び第2中心電極35,36を設けたフェライト32はその両主面を一対の永久磁石41A,41Bにて接着剤42を介して挟着されたフェライト・磁石素子30として構成されている。前記終端抵抗や前記コンデンサはフェライト・磁石素子30とは別部品として構成されている。
The
なお、非可逆回路素子は特許文献2に記載の3ポート型のアイソレータであってもよく、あるいは、磁気共鳴型のアイソレータなどであってもよい。 The non-reciprocal circuit element may be a three-port type isolator described in Patent Document 2, or a magnetic resonance type isolator.
前記フェライト・磁石素子30の周囲には、図1に示すように、平面状磁性板51とコ字型磁性板52が配置され、磁性板51,52はヨークとして機能し、永久磁石41A,41Bから発生する磁束の漏れを防止する。詳しくは、平面状磁性板51は永久磁石41Aのフェライト32とは対向していない主面41aに接着剤43を介して固着されている。コ字型磁性板52は永久磁石41Bのフェライト32とは対向していない主面41bから永久磁石41Bの両端面43b、フェライト32の両端面、さらに永久磁石41Aの両端面43cに接着剤44を介して固着されている。
As shown in FIG. 1, a planar
磁性板51,52はNiやSPCCなどを用いることができる。接着剤43はエポキシ系樹脂が以下に説明するようにシート状として用いられる。接着剤44としてもエポキシ系樹脂が用いられ、以下に説明するように未硬化の状態で塗布される。フェライト32、永久磁石41A,41B、接着剤42は従来周知の材料が用いられている。
The
ここで、フェライト・磁石素子30の製造工程について図3〜図6を参照して説明する。まず、図3に示すように、表面に中心電極35,36を形成したフェライト32を永久磁石41A,41Bで挟着した集合基板30Aを作製する。次に、永久磁石41Aのフェライト32とは対向していない主面41aにシート状の接着剤43を介して平面状磁性板51を貼着する。ここで、集合基板30Aは、この種の素子の製造方法で通常採用されている、多数個取りのための基板である。
Here, the manufacturing process of the
次に、集合基板30Aを図3の状態から表裏を反転させ、図4に示すように、ダイシングシート60上に仮固定し、平面状磁性板51を含めて集合基板30Aを短冊状基板30B(図5参照)にカット(ダイシング)する。このときのカットは、図1(A)及び図3に示す矢印X方向に、図1(A)、図4及び図5に示す間隔W1で行われる。
Next, the
次に、前述のごとくカットされた短冊状基板30Bの永久磁石41Bのフェライト32とは対向していない主面41b上に接着剤44を未硬化の状態で塗布する(図5参照)。そして、図6に示すように、それぞれの短冊状基板30Bにコ字型磁性板を、未硬化の接着剤44を塗布した永久磁石41Bの主面41bから永久磁石41Bの両端面43b、フェライト32の両端面、さらに永久磁石41Aの両端面43cに沿って装着し、接着剤44にて固着する。このとき、主面41b上に塗布された接着剤44は未硬化の状態にあるため、コ字型磁性板52の装着に伴って主面41bから端面へと流れ込む。
Next, the adhesive 44 is applied in an uncured state on the
次に、平面状磁性板51及びコ字型磁性板52を含めて前記短冊状基板30Bを一単位のフェライト・磁石素子30にカット(ダイシング)する。このときのカットは、図6に示す矢印Y方向に、図1(A)及び図6に示す間隔W2で行われる。以上の工程を経ることによって図1(A)に示すフェライト・磁石素子30が得られる。
Next, the strip-shaped
以上のごとく製造されたフェライト・磁石素子30は、一単位のフェライト・磁石素子30とされた状態で平面状磁性板51及びコ字型磁性板52はフェライト32や永久磁石41A,41Bと一体化されている。換言すれば、平面状磁性板51及びコ字型磁性板52はフェライト・磁石素子30の製造工程中にフェライト・磁石素子30に組み付けられ、別途組立て工程を必要とすることがない。よって、非可逆回路素子の製造工程が簡略化され、量産性が向上する。
The
なお、本発明に係るフェライト・磁石素子及びその製造方法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できることは勿論である。 The ferrite / magnet element and the manufacturing method thereof according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified within the scope of the gist thereof.
以上のように、本発明は、フェライト・磁石素子及びその製造方法に有用であり、特に、組立て工程が容易になり、量産性が向上する点で優れている。 As described above, the present invention is useful for a ferrite / magnet element and a method for manufacturing the same, and is particularly excellent in that the assembly process is facilitated and mass productivity is improved.
30…フェライト・磁石素子
30A…集合基板
30B…短冊状基板
35,36…中心電極
41A,41B…永久磁石
41a,41b…主面
43,44…接着剤
51…平面状磁性板
52…コ字型磁性板
DESCRIPTION OF
Claims (2)
第1の永久磁石のフェライトとは対向していない主面に接着剤を介して固着された平面状磁性板と、
第2の永久磁石のフェライトとは対向していない主面から第2の永久磁石の両端面、フェライトの両端面、さらに第1の永久磁石の両端面に接着剤を介して固着されたコ字型磁性板と、
を備えたことを特徴とするフェライト・磁石素子。 In a ferrite magnet element in which a central electrode is disposed on at least one main surface of a ferrite having a pair of opposed main surfaces, and the first and second permanent magnets are fixed to the pair of main surfaces of the ferrite, respectively.
A planar magnetic plate fixed to the main surface not facing the ferrite of the first permanent magnet via an adhesive;
A U-shape that is fixed to the both end surfaces of the second permanent magnet, both end surfaces of the ferrite, and both end surfaces of the first permanent magnet with an adhesive from the main surface not facing the ferrite of the second permanent magnet. Type magnetic plate,
A ferrite magnet element characterized by comprising:
フェライトを第1及び第2の永久磁石で挟着した集合基板を作製する工程と、
第1の永久磁石のフェライトとは対向していない主面に接着剤を介して平面状磁性板を固着する工程と、
平面状磁性板を含めて前記集合基板を短冊状基板にカットする工程と、
前記短冊状基板の第2の永久磁石のフェライトとは対向していない主面に未硬化の接着剤を塗布する工程と、
コ字型磁性板を、未硬化の接着剤を塗布した第2の永久磁石のフェライトとは対向していない主面から第2の永久磁石の両端面、フェライトの両端面、さらに第1の永久磁石の両端面に固着する工程と、
平面状磁性板及びコ字型磁性板を含めて前記短冊状基板を一単位のフェライト・磁石素子にカットする工程と、
を備えたことを特徴とするフェライト・磁石素子の製造方法。 Manufacture of a ferrite-magnet element in which a center electrode is disposed on at least one main surface of a ferrite having a pair of opposed main surfaces, and first and second permanent magnets are fixed to the pair of main surfaces of the ferrite, respectively. In the method
Producing a collective substrate in which ferrite is sandwiched between first and second permanent magnets;
A step of fixing a planar magnetic plate to the main surface of the first permanent magnet not facing the ferrite via an adhesive;
Cutting the collective substrate into a strip-shaped substrate including a planar magnetic plate;
Applying an uncured adhesive to the main surface of the strip-shaped substrate that is not opposed to the ferrite of the second permanent magnet;
The U-shaped magnetic plate is moved from the main surface not facing the ferrite of the second permanent magnet to which the uncured adhesive is applied to the both end surfaces of the second permanent magnet, both end surfaces of the ferrite, and the first permanent magnet. Fixing to both end faces of the magnet;
Cutting the strip substrate into a unit of ferrite / magnet element including a planar magnetic plate and a U-shaped magnetic plate;
A method for producing a ferrite / magnet element, comprising:
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