JP4319763B2 - 共振器の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はマイクロ波〜ミリ波周波数帯における発振器やフィルタ等のデバイスに用いられる誘導結合型磁気共振器と称される共振器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の共振器はＹＩＧ（イットリウム・アイアン・ガーネット）などのフェリ磁性体の単結晶球がカップリングループの中心に配置されてなるもので、図４にこのような構成を有する共振器を用いて構成された発振器の概略構造を示す。
つぼ形磁気コア１１には励磁用のコイル１２が配設され、このつぼ形磁気コア１１と板状磁気コア１３とによって磁気回路が構成されている。板状磁気コア１３の内面側には発振回路等が構成された集積回路基板１４が搭載固定され、さらに支持具１５が取り付けられている。
【０００３】
支持具１５に支持された支持棒１６の先端にはＹＩＧ球１７が取り付けられており、このＹＩＧ球１７は図に示したように、つぼ形磁気コア１１の中心軸１１ａ上に位置すると共に、集積回路基板１４に実装されたカップリングループ１８の中心に位置するものとされている。図中、１９は同軸コネクタを示す。
図５は図４における共振器部分の詳細を示したものであり、カップリングループ１８はこの例ではループ素材としてリボンを用いたものとなっており、図５Ｂに示したようにその中間部が半円形をなすものとされている。
【０００４】
カップリングループ１８の一端は集積回路基板１４の電極２１に固定され、他端はこの例では集積回路基板１４の電極２２上に実装されたチップコンデンサ２３の電極２３ａに固定されている。
支持具１５には支持穴２４が貫通形成され、この支持穴２４に支持棒１６は挿通されて支持されている。なお、支持棒１６の基端には支持具１５の側面に突き当てられる大径部１６ａが設けられている。
【０００５】
支持具１５の両端には取り付け穴２５が形成されており、この取り付け穴２５を使用し、ネジ止めにて支持具１５は板状磁気コア１３に固定されている。図中、２６はネジを示す。
図６は上記のような構成を有する共振器の従来の製造方法を工程順に示したものであり、以下各工程について説明する。なお、集積回路基板１４上の電極２１，２２及びチップコンデンサ２３の図示は省略している。
【０００６】
（１）カップリングループ１８を実装する集積回路基板１４を板状磁気コア１３に搭載する。
（２）軸状のループ成形治具３１をＸＹＺ３軸ステージ３２に取り付け、このステージ３２を調整してループ成形治具３１の先端を集積回路基板１４上の所定のループ成形位置まで移動させる。ループ成形治具３１は例えば所定の径を有するパイプまたは丸棒よりなる。
【０００７】
（３）幅が１ｍｍ弱程度のリボン（ループ素材）の一端を集積回路基板１４上の電極に固定した後、リボンをループ成形治具３１の周面に沿わせる形で半円形の形状に成形し、他端をチップコンデンサの電極に固定してカップリングループ１８を形成する。電極への固定は例えば熱圧着により行われる。
（４）ループ成形治具３１及びステージ３２を取り外す。
（５）ＹＩＧ球１７を取り付けた支持棒１６を支持具１５の支持穴２４に挿通支持させ、ＹＩＧ球１７がカップリングループ１８の中心に位置するように、支持具１５の位置を調整して板状磁気コア１３に支持具１５をネジ止め固定する。なお、支持棒１６は、その大径部１６ａが支持具１５に接着固定される。
【０００８】
このようにしてカップリングループ１８の成形とＹＩＧ球１７の位置決めが行われ、共振器が完成する。
上記においてはループ素材としてリボンを用い、半円形に成形してカップリングループ１８を構成しているが、例えばループ素材として外径５０μｍ弱程度のワイヤを用いる場合もあり、また半円形に限らず、円形あるいはらせん形に成形する場合もある。なお、ループ素材としてワイヤを用いる場合は電極に超音波ボンディングすることもできる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような構成を有する共振器においては、ＹＩＧ球１７のカップリングループ１８に対する位置精度が悪く、カップリングループ１８の中心に位置していない場合、ＹＩＧ球１７に一様な高周波磁界が印加されず、不要モードが励起されて発振特性や通過特性が著しく劣化するといった問題が生じ、また個々のデバイスの特性のばらつきとして現れ、歩留りの大幅な悪化を招くものとなることから、ＹＩＧ球１７を高精度に位置決めすることが要求される。
【００１０】
しかるに、上述した従来の製造方法においてはＹＩＧ球１７を保持した支持棒１６を支持具１５に挿通支持させ、その支持具１５の板状磁気コア１３に対する取り付け位置を調整することによってＹＩＧ球１７の位置決めを行うものとなっているため、その作業は容易ではなく、ＹＩＧ球１７を高精度に位置決めするために時間がかかるものとなっていた。
また、支持具１５の取り付け位置の調整はネジ２６に対する取り付け穴２５の大きさの余裕分を使用して行うものであるため、この余裕分により支持具１５を前後（支持棒１６の軸方向）・左右にずらすことはでき、つまり前後・左右方向の位置調整は一応行えるものの、上下方向にはずらすことはできないため、上下方向においてＹＩＧ球１７の位置を調整する必要がある場合には、例えば支持具１５と板状磁気コア１３との間にスペーサを挟み込んだり、あるいは板状磁気コア１３の支持具１５取り付け面を削り込んだりするといったことが行われ、これらの点で生産性が極めて低く、その結果共振器を用いるデバイスのコスト高の原因となっていた。
【００１１】
この発明の目的は上述した問題点に鑑み、生産性の向上を図ることができ、よってコストの低減を図ることができる共振器の製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、フェリ磁性体の単結晶球がカップリングループの中心に位置され、支持具の支持穴に挿通支持された支持棒の先端に、上記単結晶球が保持されている共振器は、上記支持穴に軸状をなすループ成形治具を挿通支持させ、そのループ成形治具の周面にループ素材を沿わせることにより、カップリングループを成形すると共に、その成形位置でカップリングループを電極に固定し、固定後、ループ成形治具を支持穴から取り外して、その支持穴に上記単結晶球を保持した支持棒を挿通支持させることによって製造される。
【００１３】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、ループ成形治具及び支持棒の基端に大径部をそれぞれ設け、それら大径部を上記支持具に突き当てることにより、ループ成形治具及び支持棒の位置決めをそれぞれ行う。
請求項３の発明では、請求項２の発明において、ループ成形治具の先端側にマーカを形成して、そのマーカ位置を上記成形位置とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照して実施例により説明する。
図１はこの発明による共振器の製造方法の一実施例を工程順に示したものである。なお、カップリングループ１８は図５と同様に、その一端が集積回路基板１４の電極２１に固定され、他端が集積回路基板１４の電極２２上に実装されたチップコンデンサ２３の電極２３ａに固定されるが、それら電極２１，２２及びチップコンデンサ２３の図示は省略している。以下、各工程について説明する。
【００１５】
（１）カップリングループ１８を実装する集積回路基板１４を板状磁気コア１３に搭載する。
（２）ＹＩＧ球１７を保持した支持棒１６支持用の支持具１５を板状磁気コア１３の所定の位置にネジ２６を用い、ネジ止め固定する。そして、支持具１５の支持穴２４にループ成形治具３１を挿通支持させ、その先端を集積回路基板１４上の所定の位置に位置させる。
【００１６】
（３）従来と同様に、リボン（ループ素材）の一端を集積回路基板１４上の電極に固定した後、リボンをループ成形治具３１の周面に沿わせ、半円形の形状に成形してカップリングループ１８を形成し、他端をチップコンデンサの電極に固定する。電極への固定は例えば熱圧着により行う。
（４）ループ成形治具３１を支持穴２４から取り外す。
（５）ＹＩＧ球１７を保持した支持棒１６を支持穴２４に挿通させ、支持棒１６の位置をその軸方向（前後方向）に調整してＹＩＧ球１７をカップリングループ１８の中心に位置させる。位置決め後、支持棒１６を支持具１５に接着固定して、共振器が完成する。
【００１７】
このように、この例によれば共振器の構成部品である支持具１５を初めに板状磁気コア１３に取り付け、その支持具１５によってループ成形治具３１を支持するものとなっており、つまりループ成形治具３１と支持棒１６とが同じ支持穴２４によって位置決め支持されるものとなっているため、カップリングループ１８の中心軸上にＹＩＧ球１７の中心が必然的に位置するものとなる。
従って、上下・左右方向の調整は不要であり、前後方向の調整のみで簡単にＹＩＧ球１７をカップリングループ１８の中心に位置させることができる。
【００１８】
図２はＹＩＧ球１７の位置決めをさらに簡易に行えるようにした構成及び製造方法を示したものであり、この例ではループ成形治具３１及び支持棒１６の基端に、支持具１５の側面と突き当たる大径部３１ａ及び１６ａがそれぞれ設けられる。また、ループ成形治具３１の先端側にマーカ３１ｂが設けられる。このマーカ３１ｂはカップリングループ１８を成形する際の位置を規定するもので、例えばけがき線とされる。
【００１９】
図２における工程（１）〜（５）は図１の工程（１）〜（５）と対応しており、以下図１における作業、組立と異なる点について説明する。
工程（２）において、ループ成形治具３１はその大径部３１ａが支持具１５の側面に突き当てられて支持穴２４に支持される。これにより、ループ成形治具３１は位置決めされ、カップリングループ１８の成形位置を示すマーカ３１ｂが所定の位置に位置決めされる。
【００２０】
工程（３）におけるカップリングループ１８の成形・固定はマーカ３１ｂの位置を基準として行われる。この例ではループ素材であるリボンの一側縁がマーカ３１ｂの線に揃えられている。
工程（５）において、支持棒１６はその大径部１６ａが支持具１５の側面に突き当てられて支持穴２４に支持され、その状態で支持具１５に接着固定される。
つまり、この例では前後方向においてもカップリングループ１８の位置とＹＩＧ球１７の位置が、それらの中心が必然的に一致するように構成され、組み立てられるため、カップリングループ１８の中心にＹＩＧ球１７を位置させるための細かな位置調整作業は一切不要となり、よって共振器を極めて簡易に製造することができるものとなる。
【００２１】
図３は上述したような製造方法を適用できる共振器の他の構成、配置例を示したものであり、図３Ａはループ素材としてワイヤを用い円形ループとしたカップリングループ１８を具備する共振器を示したものである。なお、図２と対応する部分には同一符号を付してある。
図３Ｂは板状磁気コア１３上に共振器を構成した例を示したものであり、ＹＩＧ球１７及びカップリングループ１８が磁気コア１３の板面と対向するものとなっている。図３Ｃも同様に磁気コア１３上に共振器が構成されたものであるが、この例では集積回路基板１４に切欠き部１４ａを設け、その切欠き部１４ａに共振器を位置させたものとなっている。
【００２２】
上述した例ではフェリ磁性体の単結晶球をいずれもＹＩＧよりなるものとしているが、これに限らず、例えばバリウムフェライト等の他の材料も用いられる。
また、支持具１５が固定される部材は板状磁気コア１３に限るものではなく、さらにカップリングループ１８が搭載固定される部材も集積回路基板１４以外のものであってもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によればフェリ磁性体の単結晶球をカップリングループの中心に位置決めするための調整作業は前後方向（支持棒の軸方向）のみ行えばよく、上下・左右方向は調整不要となるため、その分簡易に組み立てることができ、よって生産性が向上し、コストの低減を図ることができる。
しかも、請求項２の発明では前後方向の調整作業も不要とすることができ、つまり従来行っていた上下・左右・前後の３方向の細かな調整作業を全て不要とすることができるため、さらに生産性が向上するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明の実施例を説明するための工程図。
【図２】請求項２の発明の実施例を説明するための工程図。
【図３】共振器の他の構成・配置例を示す図、Ａはカップリングループを円形ループとした例、Ｂは磁気コア上に共振器を構成した例、Ｃは集積回路基板の切欠き部に共振器を構成した例を示す。
【図４】共振器を具備する発振器の概略構造を示す断面図。
【図５】図４における共振器部分の詳細を示す図、Ａは平面図、Ｂはその断面図、Ｃはその正面図。
【図６】共振器の従来の製造方法を説明するための工程図。

Claims (3)

1. フェリ磁性体の単結晶球がカップリングループの中心に位置されてなり、支持具の支持穴に挿通支持された支持棒の先端に、上記単結晶球が保持された構造とされている共振器の製造方法であって、
   上記支持穴に軸状をなすループ成形治具を挿通支持させ、
   そのループ成形治具の周面にループ素材を沿わせることにより、上記カップリングループを成形すると共に、その成形位置でカップリングループを電極に固定し、
   上記固定後、上記ループ成形治具を上記支持穴から取り外して、その支持穴に上記単結晶球を保持した支持棒を挿通支持させることを特徴とする共振器の製造方法。
2. 請求項１記載の共振器の製造方法において、
   上記ループ成形治具及び支持棒の基端に大径部をそれぞれ設け、
   それら大径部を上記支持具に突き当てることにより、上記ループ成形治具及び支持棒の位置決めをそれぞれ行うことを特徴とする共振器の製造方法。
3. 請求項２記載の共振器の製造方法において、
   上記ループ成形治具の先端側にマーカを形成し、
   そのマーカ位置を上記成形位置とすることを特徴とする共振器の製造方法。

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