JPH11283821A

JPH11283821A - 非可逆回路素子

Info

Publication number: JPH11283821A
Application number: JP10102170A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Suzuki; 和明鈴木; Shusuke Ohata; 秀典大波多; Takahide Kurahashi; 孝秀倉橋
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化可能で温度特性に優れた非可逆回路素
子を提供する。【解決手段】本発明の非可逆回路素子は、磁気回転子
が、(Y_XＲ_1-X)₃(Fe_YＭ_1-Y)_5+ZO₁₂（ただし、ＲはCa、B
i、Gdおよび希土類元素の１種以上を表し、ＭはAl、V、
Co、In、Zr、Sn、Ga、Mn、Si、GeおよびTiの１種以上を
表す。）と表したとき、Ｘ＝１〜０．２Ｙ＝１〜０．６Ｚ＝−０．００５〜０．００５である酸化物磁性材料を含み、外部磁石が残留磁束密
度の温度係数が−０．１５%/℃以上０%/℃未満の磁石で
あり、容量部がPb_AZr_BO₃と表したとき、Ａ／Ｂ＝０．９８〜１．１である酸化物を主組成とする非可逆回路素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、集中定数型アイソ
レータ、サーキュレータ等の非可逆回路素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話に代表される移動体通信の普及
に伴い、これらの通信機器に搭載される電子部品の小型
化が求められている。しかし、通信機の入出力部分に搭
載されるアイソレータ、サーキュレータは、パワーアン
プと並び、小型化の進展が他の電子部品より遅れてい
る。

【０００３】従来のアイソレータ、サーキュレータの基
本構造を図１に示す。非可逆性をもたらす磁気回転子１
の上には、この磁気回転子１に直流磁界を印加するため
の外部磁石２が取り付けられており、この下には、容量
基板としてコンデンサ３が取り付けられている。さら
に、外部磁石２に接して全体を取り囲むようにヨーク４
が設けられている。

【０００４】通常、磁気回転子１１としてはＹＩＧ（イ
ットリウム鉄ガーネット）系のもの、具体的にはＹ₃Ｆ
ｅ₅Ｏ₁₂を基本組成とし、これに各種元素を添加した置
換型ガーネットフェライトが用いられる。また、外部磁
界印加用磁石１２としてはフェライト磁石が、容量部分
のコンデンサ１３としては誘電率温度特性が０近傍の高
周波用セラミックまたはガラスエポキシ樹脂等を用いた
コンデンサが用いられている。ＹＩＧは飽和磁化Ｍｓの
温度特性が−７〜−０．１%/℃と大きいので、残留磁束
密度Ｂｒの温度特性が大きいフェライト磁石を外部磁石
に用いることでキャンセルして、アイソレータ、サーキ
ュレータ素子全体としての温度係数を０に近くなるよう
にしていた。

【０００５】これらアイソレータ、サーキュレータ等の
非可逆回路素子を小型化する方法としては、より高性能
な磁石を用いて、必要な磁界を維持しつつ、磁石を小型
化する方法が考えられる。従来用いられてきたフェライ
ト磁石は比較的弱い磁石で、より強力な磁力を有する磁
石としてはネオジウム・鉄・ボロン系磁石、サマリウム
・鉄・窒素系磁石、サマリウム・コバルト系磁石等があ
る。しかしながら、これらの磁石はフェライト磁石より
も温度特性がフラットであるため、YIGの大きな温度特
性を磁石の温度特性でキャンセルすることができず、こ
のため、アイソレータ、サーキュレータ素子全体として
の温度特性をフラットにすることができない。

【０００６】また、アイソレータ・サーキュレータを小
型化するためには、誘電率の大きい誘電体材料を用い
て、容量部分を形成するコンデンサを小型化する方法が
考えられる。しかし、従来の高周波用誘電体よりも誘電
率の大きいPbZrO₃は、誘電率の温度特性が大きく、YI
G、フェライト磁石と組み合わせた場合、温度係数を整
合することができず、素子の温度係数が大きくなるの
で、従来は容量部分にPbZrO₃を使用できなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、小型
化可能で温度特性に優れた非可逆回路素子を提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
の本発明により達成される。

【０００９】（１）磁気回転子が、(Y_XＲ_1-X)₃(Fe_YＭ
_1-Y)_5+ZO₁₂ （ただし、ＲはCa、Bi、Gdおよび希土類元素の１種以上
を表し、ＭはAl、V、Co、In、Zr、Sn、Ga、Mn、Si、Ge
およびTiの１種以上を表す。）と表したとき、Ｘ＝１〜０．２Ｙ＝１〜０．６Ｚ＝−０．００５〜０．００５である酸化物磁性材料を含み、外部磁石が残留磁束密度
の温度係数が−０．１５%/℃以上０%/℃未満の磁石であ
り、容量部がPb_AZr_BO₃と表したとき、Ａ／Ｂ＝０．９８〜１．１である酸化物を主組成とする非可逆回路素子。（２）前記外部磁石の２５℃での残留磁束密度が５kG
以上である上記（１）の非可逆回路素子。（３）前記外部磁石がSmCo₅系、Sm₂Co₁₇系、Nd₂Fe₁₄B
系、Nd₂Fe₁₄C系、Sm(Fe₁₁Ti)系、Sm₂Fe₁₇N_2.5系、Sm₂Fe
₁₇C_2.2系、Nd(Fe₁₁Ti)N_0.8系、Nd₂Fe₁₄BとFe₃Bの微細複
合材料、SmFe₇N₂とFeの微細複合材料またはNd₂Fe₁₄BとF
eの微細複合材料のいずれかを主組成とする希土類磁石
である上記（１）または（２）の非可逆回路素子。（４）前記外部磁石がSm₂Co₁₇系、Nd₂Fe₁₄B系のいず
れかを主組成とする希土類磁石である上記（１）〜
（３）のいずれかの非可逆回路素子。

【００１０】

【作用】本発明の非可逆回路素子は、外部磁界印加用磁
石に温度係数が−０．１５%/℃以上０%/℃未満の磁石、
容量部にPbZrO₃を組み合わせることで、温度係数が整合
し、温度による帯域特性の周波数シフトを防ぐことがで
きる。本発明の非可逆回路素子は、極めて高い温度安定
性が得られ、従来のものよりも温度特性に優れている。

【００１１】また、これにより、フェライト磁石より残
留磁束密度が大きい希土類磁石を外部磁石に使用できる
ため、従来よりも小さい外部磁石で必要な磁界を得ら
れ、外部磁界印加用磁石の小型化も可能となる。さら
に、PbZr0₃は従来の誘電材料よりも高誘電率であるた
め、容量部分の小型化をも可能となる。これにより、非
可逆回路素子を小型化できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の非可逆回路素子は、磁気
回転子が(Y_XＲ_1-X)₃(Fe_YＭ_1-Y)_5+ZO₁₂で表される酸化物
磁性材料であり、外部磁石が残留磁束密度の温度係数が
−０．１５%/℃以上０%/℃未満の磁石であり、容量部が
Pb_AZr_BO₃で表される酸化物（以下、ＰＺ）を主組成とす
る。

【００１３】ただし、(Y_XＲ_1-X)₃(Fe_YＭ_1-Y)_5+ZO₁₂と表
したとき、Ｒ＝Ca、Bi、Gd、Re(希土類元素) Ｘ＝１〜０．２、好ましくは１〜０．１Ｍ＝Al、V、Co、In、Zr、Sn、Ga、Mn、Si、Ge、Ti Ｙ＝１〜０．６、好ましくは１〜０．３Ｚ＝−０．００５〜０．００５であり、Pb_AZr_BO₃と表したとき、Ａ／Ｂ＝０．９８〜１．１、好ましくは１〜１．０５である。

【００１４】本発明の非可逆回路素子は、従来のものと
同様、磁気回転子には、ＹＩＧ（イットリウム鉄ガーネ
ット）系のもの、具体的にはＹ₃Ｆｅ₅Ｏ₁₂を基本組成と
し、これに各種元素を添加した置換型ガーネットフェラ
イトを用いる。置換型ガーネットフェライトの組成を式 (Y_XＲ_1-X)₃(Fe_YＭ_1-Y)_5+ZO₁₂ で表わしたとき、Yを置換する元素Ｒは、Ca、Bi、Gdお
よびRe(希土類元素)の少なくとも１種である。また、Fe
を置換する元素Ｍは、Al、V、Co、In、Zr、Sn、Ga、M
n、Si、Ge、Tiの少なくとも１種である。そして、Ｘは
１〜０．２、好ましくは１〜０．１であり、Ｙは１〜
０．６、好ましくは１〜０．３である。なお、特性改善
のための微量添加剤であるRe(希土類元素)およびCo、M
n、Siの上記式における原子比は、通常、０．２以下で
ある。また、（置換元素を含むＹ）：（置換元素を含む
Ｆｅ）：Ｏは、化学量論組成比である３：５：１２から
偏倚していてもよく、Ｚは−０．００５〜０．００５で
ある。

【００１５】ＹＩＧの平均グレイン径は０．５〜１０μ
m、特に１〜４μmが好ましい。

【００１６】ＹＩＧの飽和磁化Ｍｓは、０．０２５〜
０．２Wb/m²、好ましくは０．０７５〜０．１８Wb/m²で
ある。そして、その温度特性は−７〜−０．１%/℃であ
る。例えば、Y₂O₃：Fe₂O₃：Al₂O₃＝６：９：１のＹＩＧ
のＭｓは１．２kGで、その温度特性は−０．２%/℃あ
る。Y₂O₃：Fe₂O₃：V₂O₅：CaCO₃＝１１：２３：２：８の
ＹＩＧのＭｓは１．３kGで、その温度特性は−０．１２
%/℃ある。

【００１７】磁気回転子の厚みは、通常、０．３〜１．
０mm程度とする。

【００１８】本発明の非可逆回路素子は、このYIGの大
きな温度特性を容量部のＰＺの温度特性でキャンセル
し、外部磁石には残留磁束密度の温度係数が−０．１５
%/℃以上０%/℃未満の磁石を用いる。このような構成と
することで、非可逆回路素子の共振周波数の温度特性は
−０．０５〜０．０５%/℃、好ましくは−０．０２〜
０．０２%/℃とすることができ、従来のものよりも良好
な温度安定性が得られる。

【００１９】本発明の非可逆回路素子に用いる外部磁石
は、残留磁束密度Ｂｒの温度係数が−０．１５%/℃以上
０%/℃未満、好ましくは−０．１２%/℃以上０%/℃未満
の磁石である。

【００２０】外部磁石の２５℃でのＢｒは、５kG以上、
特に８kG以上が好ましい。従来用いられているフェライ
ト磁石よりも保磁力が大きい磁石を用いることにより、
より小さい外部磁石で必要な磁界を得られるので、素子
を小型化することができる。

【００２１】外部磁石の厚みは０．７mm以下、好ましく
は０．５mm以下とすることができる。

【００２２】このような磁石としては希土類磁石があ
り、SmCo₅、Sm₂Co₁₇、Nd₂Fe₁₄B、Nd₂Fe₁₄C、Sm(Fe₁₁T
i)、Sm₂Fe₁₇N_2.5、Sm₂Fe₁₇C_2.2、Nd(Fe₁₁Ti)N_0.8を主組
成とするものが好ましく用いられる。また、Nd₂Fe₁₄B+F
e₃Bという微細複合材料、SmFe₇N₂+Feという微細複合材
料、Nd₂Fe₁₄B+Feという微細複合材料も好ましく用いら
れる。Nd₂Fe₁₄B+Fe₃Bは、Fe₃Bが２０〜７０vol%である
ことが好ましい。SmFe₇N₂+Feは、Feが１０〜５０vol%で
あることが好ましい。Nd₂Fe₁₄B+Feは、Feが２０〜７０v
ol%であることが好ましい。外部磁石としては、Sm₂Co₁₇
系、Nd₂Fe₁₄B系が特に好ましい。なお、これらは化学量
論組成から多少偏倚していてもよい。

【００２３】上記の磁石の残留磁束密度とその温度係数
を表１に示す。また、Nd₂Fe₁₄B磁石とフェライト磁石の
残留磁束密度の温度変化を図２に示す。上記の磁石は、
フェライト磁石よりもＢｒが大きく、その温度係数は０
に近い。

【００２４】

【表１】

【００２５】本発明の非可逆回路素子の容量部には、Ｐ
Ｚを用いる。ＰＺをPb_AZr_BO₃と表したとき、Ａ／Ｂは
０．９８〜１．１、好ましくは１〜１．０５である。Ａ
／Ｂがこれより大きいと、焼結不良が発生し、良好な容
量基板が得られない。これより小さいと、Ｑ値が低下
し、容量基板としての損失が増大する。酸素量は化学量
論組成から偏倚していてもよい。なお、Ｂは０．９〜
１．１である。

【００２６】PbZrO₃の比誘電率の温度係数は２１６０pp
m/℃で、従来用いられているガラスセラミックス（−１
２ppm/℃）やBaNd₂Ti₅O₁₄（−１１０ppm/℃）等よりも
大きいので、YIGの温度特性を整合して素子全体として
の温度係数を０に近くすることができる。これによっ
て、外部磁石に上記のものの使用が可能になり、素子の
小型化が図れる。容量部の比誘電率の温度係数は１４０
０〜２４００ppm/℃、特に１６００〜２２００ppm/℃で
あることが好ましい。

【００２７】しかも、PbZrO₃の比誘電率は約１４０で、
従来用いられているガラスセラミックス（比誘電率１
０．７）やBaNd₂Ti₅O₁₄（比誘電率９０）等よりも大き
いので、容量部分を小型化することができ、さらに素子
の小型化が可能である。容量部の比誘電率は１００以
上、特に１２０以上であることが好ましい。

【００２８】容量部の厚みは、通常、０．２５〜０．６
mm、好ましくは０．３〜０．５mmである。また、その大
きさは、通常、縦７mm以下、好ましくは５mm以下、横７
mm、好ましくは５mm以下である。

【００２９】容量部のＰＺの高周波特性はＱ値が高いほ
ど好ましく、このため、酸化セリウム、酸化テルビウ
ム、酸化ジスプロシウム、酸化ガドリニウム、酸化テル
ル等を添加して高周波特性を改善することが好ましい。
添加量は、ＰＺに対して１０mol％以下、特に５mol％以
下が好ましい。これを超えると、誘電率が小さくなって
くる。これらは１種を用いても、２種以上を併用しても
かまわない。

【００３０】また、ＰＺは機械的強度が低いため、機械
的強度向上のためガラス、B₂O₃等の焼結助剤を添加して
もよい。ガラスとしては、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラ
ス、亜鉛ケイ酸ガラス、亜鉛ホウケイ酸ガラス等が挙げ
られる。その添加量は２wt％以下、特に１wt％以下が好
ましい。これを超えると、誘電率が小さくなってくる。

【００３１】ＰＺの平均グレイン径は１〜２０μm、特
に２〜１０μmが好ましい。平均グレイン径がこれより
大きいと、強度が低くなる傾向がある。これより小さい
と、グリーンシートを形成しにくくなる。

【００３２】次に、容量基板の製造方法を説明する。

【００３３】酸化鉛、酸化ジルコニウム等の酸化物を原
料に用い、これらの粉末を秤量し、ボールミル等を用い
て１０〜２４時間粉砕する。原料には、焼成により酸化
物に変わりうる化合物、例えば、炭酸塩、水酸化物、シ
ュウ酸塩、硝酸塩等を用いてもかまわない。原料の平均
粒径は０．５〜１０μｍ程度が好ましい。

【００３４】そして、９００〜１１００℃で１〜２時間
仮焼する。

【００３５】この仮焼粉末に、好ましくはPVA（ポリビ
ニルアルコール）水溶液等を１〜１０wt％添加し、造粒
する。加える水溶液の濃度は５〜１２wt％が好ましい。

【００３６】この顆粒を1t/cm²程度でプレスし、こう鉢
に入れ鉛の蒸散を抑制しつつ、１２００〜１３５０℃で
１〜３時間焼成する。

【００３７】この焼成体を機械研磨等で所定の厚みにま
で研磨し、好ましくは銀ペーストで外部電極を印刷・焼
き付けして、容量基板が得られる。あるいは、厚膜法で
銀ペーストと同時焼成してもよい。

【００３８】次に、本発明の磁気回転子の製造方法を説
明する。

【００３９】磁気回転子には(Y_XＲ_1-X)₃(Fe_YＭ_1-Y)_5+ZO
₁₂の酸化物磁性材料を用いる。

【００４０】磁気回転子は、酸化イットリウム、酸化鉄
等の金属酸化物を原料に用い、これらの粉末を秤量し、
混合する。原料には、焼成により酸化物に変わりうる化
合物、例えば、炭酸塩、水酸化物、シュウ酸塩、硝酸塩
等を用いてもかまわない。原料の平均粒径は０．５〜１
０μｍ程度が好ましい。

【００４１】そして、この混合粉末を１１００〜１３０
０℃で１〜３時間仮焼する。

【００４２】この仮焼粉末をボールミル等で粉砕し、好
ましくは平均粒径１〜１０μｍ程度する。

【００４３】次に、この仮焼粉末にビヒクルを加え、磁
性体スラリーを作製する。

【００４４】ビヒクルとしては、アクリル系有機バイン
ダー、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、メタ
クリル樹脂、ブチルメタアクリレート等のバインダ、イ
ソプロピルアルコール、トルエン、メチルエチルケト
ン、テルピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカル
ビトールアセテート、アセテート、アルコール、キシレ
ン等の溶剤、その他各種分散剤、活性剤、可塑剤等が挙
げられ、これらのうち任意のものが目的に応じて適宜選
択される。ビヒクルの添加量は、酸化物に対し、３０〜
４５wt％程度とすることが好ましい。

【００４５】また、磁性体スラリー中に、銀を添加して
もよい。磁性体中の銀の含有量は、１０wt％以下、特に
５wt％以下、更に３wt％以下、更に特には１wt％以下で
あることが好ましい。銀の添加は粒状で行うことが好ま
しい。なお、焼成後、銀は、通常粒界に存在する。

【００４６】この磁性体スラリーをドクターブレード法
等により、グリーンシートに成形する。

【００４７】次に、導電ペーストについて説明する。

【００４８】導電材料は銀を主成分とするものであり、
銀単体のほか、銀に、銅、金、パラジウム、白金等の銀
に固溶する金属を混合したものでもよい。いずれの金属
を加える場合も導電材料中の銀の含有量は７０モル％以
上とする。その理由は、混合物量が３０モル％を越える
と、合金の抵抗率が銀の抵抗率に比べて増加するからで
ある。さらに好ましくは、製造コストの増加を抑えるた
め、混合量は５モル％以下（銀の含有量が９５モル％以
上）とすることが好ましい。

【００４９】金属酸化物としてはＧａ酸化物（Ｇａ
₂Ｏ₃）、Ｌａ酸化物（Ｌａ₂Ｏ₃）、Ｐｒ酸化物（Ｐｒ₆
Ｏ₁₁）、Ｓｍ酸化物（Ｓｍ₂Ｏ₃）、Ｅｕ酸化物（Ｅｕ₂
Ｏ₃）、Ｇｄ酸化物（Ｇｄ₂Ｏ₃）、Ｄｙ酸化物（Ｄｙ₂Ｏ
₃）、Ｅｒ酸化物（Ｅｒ₂Ｏ₃）、Ｔｍ酸化物（Ｔｍ
₂Ｏ₃）およびＹｂ酸化物（Ｙｂ₂Ｏ₃）のいずれか一種以
上が選択される。その理由は、これら金属酸化物はセラ
ミック素体と反応し素体中に拡散するからである。この
とき、金属酸化物の導電材料１００重量部に対する含有
量が０．１重量部未満であると界面に十分な反応相が生
成されず、銀の濡れ性が悪くなる。また２０重量部を越
えると金属酸化物が拡散しきれなくなり、内部導体に金
属酸化物が残留し、導体抵抗が大きくなる。このため、
金属酸化物の含有量は導電材料１００重量部に対して
０．１〜２０重量部であることが好ましい。導電材料の
粒径は特に限定されないが、導体をスクリーン印刷法で
形成する場合は、平均粒径を０．１〜２０μｍとするこ
とが好ましい。また、金属酸化物の平均粒径も、同様な
理由で０．１〜２０μｍとすることが好ましい。

【００５０】ビヒクルとしてはエチルセルロース、ニト
ロセルロース、アクリル系樹脂等のバインダー、テルピ
ネオール、ブチルカルビトール、ヘキシルカルビトール
等の有機溶剤、その他分散剤や活性剤等が必要に応じて
適宜添加される。なお、この導体ペーストのビヒクル含
有率は、５〜７０重量％とすることが好ましい。また、
導体ペーストの粘度は、３００〜３００００ｃｐｓ（セ
ンチポイズ）程度に調整しておくのがよい。

【００５１】本発明の磁気回転子は、磁性体のグリーン
シートに導体ペーストを印刷法等により形成し、得られ
る。また、例えば、カーボンペースト等で中心導体パタ
ーンを形成し、積層して熱圧着して、電極パターンの形
状に穴の開いた磁気回転子を得、導体ペーストを好まし
くは静水圧プレスにて圧入して得られる。

【００５２】本発明の非可逆回路素子のうち、具体的に
サーキュレータを挙げて説明する。本発明が適用される
好ましいサーキュレータは、US 08/219,917(USP 5,450,
045)に例示されているものである。このサーキュレータ
は、磁気回転子を有する。磁気回転子は、内部導体を有
し、この内部導体と密接状態でこの内部導体を取り囲む
ように一体的に焼成された絶縁性の磁性体を有し、さら
に、内部導体の一端に電気的に接続された複数の端子電
極と、印加される高周波に共振させるために端子電極に
それぞれ結合された複数の前記の容量基板と、磁気回転
子に直流磁界を印加するための励磁用永久磁石とを有す
る。この構成のサーキュレータでは、磁性体内に不連続
部が存在しないため磁気回転子内において高周波磁束が
連続する閉ループとなるので、反磁界が発生しない。こ
のため、小型化、広帯域化、低損失化を図ることがで
き、低価格化も可能である。

【００５３】図３は、上記サーキュレータの一例である
３端子サーキュレータの磁気回転子の構成を概略的に示
す一部破断斜視図であり、図４はこのサーキュレータ全
体の構成を示す分解斜視図、図５はこのサーキュレータ
の等価回路図、図６はこのサーキュレータの磁気回転子
の製造工程の一部を説明する図である。

【００５４】図示されるように、このサーキュレータは
３端子型であるため、磁気回転子２０は平面形状が正六
角形となるように形成されている。しかし、均等な回転
磁界が発生できる構造であれば、平面形状は必ずしも正
六角形でなくてもよく、正六角形以外の六角形や、その
他の多角形であってもよい。磁気回転子の平面形状をこ
のように多角形とすることにより、その側面に共振用キ
ャパシタ等の回路素子を外付けにした場合に、空いてい
るスペースを有効に利用することができ、全体の寸法を
小型に保つことが可能となる。

【００５５】図３において、１０は一体的に焼成された
磁性体層を示しており、この磁性体層１０に取り囲まれ
て所定パターンの内部導体（中心導体）１１が形成され
ている。内部導体１１は、この構成例では２層に積層さ
れた構成となっており、２本１組で３つの放射方向（六
角形の少なくとも１つの辺に垂直な放射方向）にそれぞ
れ伸長するストリップ状のコイルパターンが各層に設け
られている。両層上の同一方向に伸長するストリップ状
のコイルパターンは、ヴィアホール導体を介して互いに
電気的に接続されている。これは、磁性体層を絶縁物と
しても利用しているものである。各コイルパターンの一
端は、磁性体層１０の１つおきの側面に設けられている
端子電極１２に電気的に接続されている。磁性体層１０
の上面および下面ならびに磁性体層１０の端子電極１２
の設けられていない各側面には、接地導体（グランド電
極）１３が設けられている。各コイルパターンの他端
は、各側面の接地導体１３に電気的に接続されている。

【００５６】サーキュレータ全体としては、図４に示す
ように、磁気回転子２０の３つの端子電極（１２）に、
共振用キャパシタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃが電気的に接
続されている。これらのキャパシタとしては、高周波キ
ャパシタ、例えば本出願人が既に提案し公開されている
特開平５−２５１２６２号公報に記載されているような
自己共振周波数の高い貫通型の高周波キャパシタなどを
使用することが好ましい。この高周波キャパシタは、接
地導体、誘電体、内部導体、誘電体の順序で重ねてなる
１単位の多層体を少なくとも１単位重ねた上に、さらに
接地導体、誘電体をこの順序で重ねた多層トリプレート
・ストリップ線路構造からなっている。このような貫通
型の動作周波数範囲の広いキャパシタを用いることによ
り、Ｑ値の低下を防止することができる。なお、端子電
極とキャパシタとの接続態様は、図５の等価回路図に示
す通りである。

【００５７】磁気回転子２０の上下には、この磁気回転
子２０に直流磁界１４（図３参照）を印加するための励
磁用永久磁石２２および２３（図４参照）がそれぞれ取
り付けられている。

【００５８】次に、このような構成のサーキュレータの
製造工程について説明する。

【００５９】図６Ａに示すように、同一の絶縁性磁性体
材料による上部シート４０、中間シート４１および下部
シート４２を用意する。通常、上部シート４０および下
部シート４２の厚さは０．３〜１mm程度であり、厚さ１
００〜２００μm程度（好ましくは１６０μm）のシート
を複数枚積層して用いる。中間シート４１の厚さは３０
〜２００μm程度であり、好ましくは約１６０μmであ
る。

【００６０】中間シート４１の所定位置には、このシー
トを貫通するヴィアホール４３ａ、４３ｂおよび４３ｃ
が形成される。各ヴィアホール位置には、その直径より
やや大きいヴィアホール導体が印刷または転写によって
形成される。ヴィアホール導体としては、内部導体に用
いる導電材料と同じものを用いてもよいが、それにより
も融点の高い材料を用いてもよい。

【００６１】中間シート４１および下部シート４２の上
面には、各組が同一放射方向（六角形の少なくとも１つ
の辺に垂直な放射方向）にヴィアホール部分を避けて伸
長する２本のストリップ状パターンからなる３組のコイ
ルパターンによる上部内部導体４４ａ、４４ｂおよび４
４ｃならびに下部内部導体４５ａ、４５ｂおよび４５ｃ
が、内部導体ペーストの印刷または転写によってそれぞ
れ形成される。このように形成した上部シート４０、中
間シート４１および下部シート４２を順次重ね合わせた
後、加温加圧工程でスタックする。これにより、中間シ
ート４１の表裏両面に３回対称のコイルパターンが配置
されることになり、その対称性から、３端子サーキュレ
ータの端子間の伝播特性が互いに一致させられる。

【００６２】このようにして図６Ｂに示すようにスタッ
クされた上部シート４０、中間シート４１および下部シ
ート４２を、前記導電材料の融点以上沸点未満の温度で
焼成する。焼成は１回であってもよいし、複数回行って
もよい。複数回の場合は少なくとも１回は融点以上の焼
成とする。この焼成によって、上部シート４０、中間シ
ート４１および下部シート４２を構成する磁性体が連続
状態となり一体となる。

【００６３】なお、図６Ａおよび図６Ｂでは、上部シー
ト４０、中間シート４１および下部シート４２を既に正
六角形状のものとして説明しているが、本発明では導電
材料の融点以上の温度で焼成するため、溶融によって導
電材料が流出しないように、焼成後に切断する。

【００６４】以上の焼成工程によって、上部内部導体４
４ａ、４４ｂ、４４ｃの一端と下部内部導体４５ａ、４
５ｂ、４５ｃの一端とがヴィアホール４３ａ、４３ｂ、
４３ｃ内のヴィアホール導体を介して電気的にそれぞれ
接続されることになる。

【００６５】焼成および切断の後、各磁気回転子は、バ
レル研磨されて側面に現れる内部導体が露出させられ、
かつ焼結体のコーナーの面取りが行われる。その後、図
６Ｃに示すように、磁気回転子の１つおきの側面に端子
電極４６を、その上面および下面ならびに磁気回転子の
端子電極４６を設けない各側面に接地導体４７を焼き付
けて形成する。これにより、上部内部導体４４ａ、４４
ｂ、４４ｃの磁気回転子側面に露出している他端が各端
子電極（４６）に電気的に接続されることとなり、下部
内部導体４５ａ、４５ｂ、４５ｃの磁気回転子側面に露
出している他端が各側面の接地導体（４７）に電気的に
接続されることとなる。そして、この磁気回転子の各端
子電極（４６）に、図４に示すように共振用キャパシタ
２１ａ、２１ｂ、２１ｃを組み付けて、リフロー法等に
よりはんだ付けする。その後、直流磁界を印加するため
の励磁用永久磁石と磁気ヨークを兼用する金属ハウジン
グとを組み付けて、サーキュレータが完成する。

【００６６】上記構成例は、３端子型のサーキュレータ
に関するものであるが、本発明はそれ以上の数の端子を
有するサーキュレータについても適用可能である。さら
に、上述した集中定数型サーキュレータ以外にも、磁気
回転子と容量回路とが一体化され端子回路に動作周波数
範囲を広げるためのインピーダンス変換器が組み込まれ
ているような分布定数型サーキュレータにも適用可能で
ある。また、このようなサーキュレータを発展させるこ
とにより、アイソレータ等の非可逆回路素子も容易に作
製できる。

【００６７】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例について説明す
る。

【００６８】＜実施例１＞1.PbZrO₃容量基板の作製平均粒径８．５７μmの酸化鉛(PbO)と平均粒径１．９４
μmの酸化ジルコニウム(ZrO₂)をモル比で１：１の割合
で12時間ボールミル粉砕し、1000℃で２時間仮焼した。
そして、得られた仮焼粉末（平均粒径２．１０μmの）
に１０wt％PVA（ポリビニルアルコール）水溶液を５wt%
添加し造粒した。この顆粒を1t/cm²でプレスし、こう鉢
に入れ鉛の蒸散を抑制しつつ、1300℃で２時間焼成し
た。焼成後の粉末の平均粒径は平均粒径３．４７μmだ
った。焼成体は機械研磨で厚み300μmまで研磨し、銀ペ
ーストで外部電極を印刷・焼き付けした。

【００６９】2.磁気回転子(YIG1)の作製平均粒径４．３８μmの酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）と
平均粒径１．６９μmの酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）と平均粒径
１．１０μmの酸化アルミニウム（Ａｌ₂O₃）をモル比で
６：９：１の割合で混合し、１２００℃で２時間仮焼し
た。そして、得られた仮焼粉をボールミルにて粉砕し
た。仮焼粉末（平均粒径２．１６μmの）にアクリル系
有機バインダーを２４wt％、イソプロピルアルコールと
トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤を１３wt％
添加し、磁性体スラリーを作製した。得られたスラリー
をドクターブレード法にて、グリーンシートに成形し
た。

【００７０】グリーンシートにビアホール用の穴をパン
チングマシーンで形成し、その後グリーンシートに厚膜
印刷法で中心導体パターンを形成した。このとき、ビア
ホールのビアホールの充填も同時に行った。印刷ペース
トにはカーボンペーストを使用した。グリーンシートを
熱圧着し、積層体を得た。その後所定の大きさの形状に
切断し、１４３０℃で焼成した。焼成後のＹＩＧの平均
粒径は３．８５μmだった。このときカーボンは分解し
電極パターンの形状に穴の開いた磁気回転子が得られ
た。

【００７１】これに銀100%からなる導体ペーストを静水
圧プレスにて圧入した。そして、これを900℃にて焼き
付けることで、内部に銀電極の形成された磁気回転子を
得た。

【００７２】次に、焼成体の上下面に銀ペーストを焼き
付けることによってグランド電極を形成した。さらに、
焼成体側面に、各端子電極および、上下のグランド電極
をつなぐ電極を、銀ペーストを焼き付けることにより形
成した。

【００７３】これにより磁性体、中心導体が一体化され
た磁気回転子を得た。

【００７４】3.組み立てこのようにして得られた磁気回転子(YIG1)、PbZrO₃容量
基板、Sm₂Co₁₇を主組成とする外部磁石（厚み0.4mm）、
ヨークを図１の配置で組み立てることにより、非可逆回
路素子を得た。

【００７５】高周波特性はネットワークアナライザで測
定し、サンプルを恒温槽中に置いて温度特性を測定し
た。表２に測定したアイソレータの温度特性を示す。な
お、共振周波数の温度係数は、−３５℃〜２５℃の温度
係数と２５℃〜８５℃の温度係数とを求め、そのうち悪
い方を表２に示した。

【００７６】

【表２】

【００７７】＜実施例２＞1.PbZrO₃容量基板の作製平均粒径８．５７μmの酸化鉛(PbO)と平均粒径１．９４
μmの酸化ジルコニウム(ZrO₂)をモル比で１：１の割合
で12時間ボールミル粉砕し、1000℃で２時間仮焼した。
そして、得られた仮焼粉末（平均粒径２．１０μmの）
に１０wt％PVA（ポリビニルアルコール）水溶液を５wt%
添加し造粒した。この顆粒を1t/cm²でプレスし、こう鉢
に入れ鉛の蒸散を抑制しつつ、1300℃で２時間焼成し
た。焼成後の粉末の平均粒径は平均粒径３．４７μmだ
った。焼成体は機械研磨で厚み300μmまで研磨し、銀ペ
ーストで外部電極を印刷・焼き付けした。

【００７８】2.磁気回転子(YIG2)の作製平均粒径４．３８μmの酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）と
平均粒径１．６９μmの酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）と平均粒径
１．７５μmの酸化バナジウム（Ｖ₂O₅）と平均粒径２．
０４μmの炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）をモル比で１
１：２３：２：８の割合で混合し、１１００℃で２時間
仮焼した。そして、得られた仮焼粉をボールミルにて粉
砕した。仮焼粉末（平均粒径１．９７μmの）にアクリ
ル系有機バインダーを２４wt％、イソプロピルアルコー
ルとトルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤を１３
wt％添加し、磁性体スラリーを作製した。得られたスラ
リーをドクターブレード法にて、グリーンシートに成形
した。

【００７９】グリーンシートにビアホール用の穴をパン
チングマシーンで形成し、その後グリーンシートに厚膜
印刷法で中心導体パターンを形成した。このとき、ビア
ホールのビアホールの充填も同時に行った。印刷ペース
トにはカーボンペーストを使用した。グリーンシートを
熱圧着し、積層体を得た。その後所定の大きさの形状に
切断し、１３００℃で焼成した。焼成後のＹＩＧの平均
粒径は８．１９μmだった。このときカーボンは分解し
電極パターンの形状に穴の開いた磁気回転子が得られ
た。

【００８０】これに銀100%からなる導体ペーストを静水
圧プレスにて圧入した。そして、これを900℃にて焼き
付けることで、内部に銀電極の形成された磁気回転子を
得た。

【００８１】次に、焼成体の上下面に銀ペーストを焼き
付けることによってグランド電極を形成した。さらに、
焼成体側面に、各端子電極および、上下のグランド電極
をつなぐ電極を、銀ペーストを焼き付けることにより形
成した。

【００８２】これにより磁性体、中心導体が一体化され
た磁気回転子を得た。

【００８３】3.組み立てこのようにして得られた磁気回転子(YIG2)、PbZrO₃容量
基板、Sm₂Co₁₇を主組成とする外部磁石（厚み0.4mm）、
ヨークを図１の配置で組み立てることにより、非可逆回
路素子を得た。

【００８４】高周波特性はネットワークアナライザで測
定し、サンプルを恒温槽中に置いて温度特性を測定し
た。表２に測定したアイソレータの温度特性を示す。

【００８５】＜実施例３＞1.PbZrO₃容量基板の作製平均粒径８．５７μmの酸化鉛(PbO)と平均粒径１．９４
μmの酸化ジルコニウム(ZrO₂)をモル比で１：１の割合
で12時間ボールミル粉砕し、1000℃で２時間仮焼した。
そして、得られた仮焼粉末（平均粒径２．１０μmの）
に１０wt％PVA（ポリビニルアルコール）水溶液を５wt%
添加し造粒した。この顆粒を1t/cm²でプレスし、こう鉢
に入れ鉛の蒸散を抑制しつつ、1300℃で２時間焼成し
た。焼成後の粉末の平均粒径は平均粒径３．４７μmだ
った。焼成体は機械研磨で厚み300μmまで研磨し、銀ペ
ーストで外部電極を印刷・焼き付けした。

【００８６】2.磁気回転子(YIG1)の作製平均粒径４．３８μmの酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）と
平均粒径１．６９μmの酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）と平均粒径
１．１０μmの酸化アルミニウム（Ａｌ₂O₃）をモル比で
６：９：１の割合で混合し、１２００℃で２時間仮焼し
た。そして、得られた仮焼粉をボールミルにて粉砕し
た。仮焼粉末（平均粒径２．１６μmの）にアクリル系
有機バインダーを２４wt％、イソプロピルアルコールと
トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤を１３wt％
添加し、磁性体スラリーを作製した。得られたスラリー
をドクターブレード法にて、グリーンシートに成形し
た。

【００８７】グリーンシートにビアホール用の穴をパン
チングマシーンで形成し、その後グリーンシートに厚膜
印刷法で中心導体パターンを形成した。このとき、ビア
ホールのビアホールの充填も同時に行った。印刷ペース
トにはカーボンペーストを使用した。グリーンシートを
熱圧着し、積層体を得た。その後所定の大きさの形状に
切断し、１４３０℃で焼成した。焼成後のＹＩＧの平均
粒径は３．８５μmだった。このときカーボンは分解し
電極パターンの形状に穴の開いた磁気回転子が得られ
た。

【００８８】これに銀100%からなる導体ペーストを静水
圧プレスにて圧入した。そして、これを900℃にて焼き
付けることで、内部に銀電極の形成された磁気回転子を
得た。

【００８９】次に、焼成体の上下面に銀ペーストを焼き
付けることによってグランド電極を形成した。さらに、
焼成体側面に、各端子電極および、上下のグランド電極
をつなぐ電極を、銀ペーストを焼き付けることにより形
成した。

【００９０】これにより磁性体、中心導体が一体化され
た磁気回転子を得た。

【００９１】3.組み立てこのようにして得られた磁気回転子(YIG1)、PbZrO₃容量
基板、Nd₂Fe₁₄Bを主組成とする外部磁石（厚み0.4m
m）、ヨークを図１の配置で組み立てることにより、非
可逆回路素子を得た。

【００９２】高周波特性はネットワークアナライザで測
定し、サンプルを恒温槽中に置いて温度特性を測定し
た。表２に測定したアイソレータの温度特性を示す。

【００９３】＜比較例１＞1.ガラスセラミックス容量基板の作製平均粒径１．９０μmのストロンチウムガラスと平均粒
径２．３８μmの酸化チタン（ＴｉＯ₂）と平均粒径１．
１０μmの酸化アルミニウム（Ａｌ₂O₃）を重量比で１
４：３：３の割合で混合した。そして、この混合粉末に
アクリル系有機バインダーを２４wt％、イソプロピルア
ルコールとトルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤
を１３wt％添加し、誘電体スラリーを作製した。得られ
たスラリーをドクターブレード法にて、グリーンシート
に成形した。

【００９４】グリーンシートにビアホール用の穴をパン
チングマシーンで形成し、その後グリーンシートに厚膜
印刷法で中心導体パターンを形成した。このとき、ビア
ホールのビアホールの充填も同時に行った。印刷ペース
トには銀ペーストを使用した。グリーンシートを熱圧着
し、積層体を得た。その後所定の大きさの形状に切断
し、９００℃で焼成した。

【００９５】次に、焼成体の上下面に銀ペーストを焼き
付けることによって外部電極を形成した。

【００９６】これにより誘電体、中心導体が一体化され
た容量基板を得た。

【００９７】2.磁気回転子(YIG1)の作製平均粒径４．３８μmの酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）と
平均粒径１．６９μmの酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）と平均粒径
１．１０μmの酸化アルミニウム（Ａｌ₂O₃）をモル比で
６：９：１の割合で混合し、１２００℃で２時間仮焼し
た。そして、得られた仮焼粉をボールミルにて粉砕し
た。仮焼粉末（平均粒径２．１６μmの）にアクリル系
有機バインダーを２４wt％、イソプロピルアルコールと
トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤を１３wt％
添加し、磁性体スラリーを作製した。得られたスラリー
をドクターブレード法にて、グリーンシートに成形し
た。

【００９８】グリーンシートにビアホール用の穴をパン
チングマシーンで形成し、その後グリーンシートに厚膜
印刷法で中心導体パターンを形成した。このとき、ビア
ホールのビアホールの充填も同時に行った。印刷ペース
トにはカーボンペーストを使用した。グリーンシートを
熱圧着し、積層体を得た。その後所定の大きさの形状に
切断し、１４３０℃で焼成した。焼成後のＹＩＧの平均
粒径は３．８５μmだった。このときカーボンは分解し
電極パターンの形状に穴の開いた磁気回転子が得られ
た。

【００９９】これに銀100%からなる導体ペーストを静水
圧プレスにて圧入した。そして、これを900℃にて焼き
付けることで、内部に銀電極の形成された磁気回転子を
得た。

【０１００】次に、焼成体の上下面に銀ペーストを焼き
付けることによってグランド電極を形成した。さらに、
焼成体側面に、各端子電極および、上下のグランド電極
をつなぐ電極を、銀ペーストを焼き付けることにより形
成した。

【０１０１】これにより磁性体、中心導体が一体化され
た磁気回転子を得た。

【０１０２】3.組み立てこのようにして得られた磁気回転子(YIG1)、ガラスセラ
ミックス容量基板、Sm₂Co₁₇を主組成とする外部磁石
（厚み0.4mm）、ヨークを図１の配置で組み立てること
により、非可逆回路素子を得た。

【０１０３】高周波特性はネットワークアナライザで測
定し、サンプルを恒温槽中に置いて温度特性を測定し
た。表２に測定したアイソレータの温度特性を示す。

【０１０４】＜比較例２＞1.ガラスセラミックス容量基板の作製平均粒径１．９０μmのストロンチウムガラスと平均粒
径２．３８μmの酸化チタン（ＴｉＯ₂）と平均粒径１．
１０μmの酸化アルミニウム（Ａｌ₂O₃）を重量比で１
４：３：３の割合で混合した。そして、この混合粉末に
アクリル系有機バインダーを２４wt％、イソプロピルア
ルコールとトルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤
を１３wt％添加し、誘電体スラリーを作製した。得られ
たスラリーをドクターブレード法にて、グリーンシート
に成形した。

【０１０５】グリーンシートにビアホール用の穴をパン
チングマシーンで形成し、その後グリーンシートに厚膜
印刷法で中心導体パターンを形成した。このとき、ビア
ホールのビアホールの充填も同時に行った。印刷ペース
トには銀ペーストを使用した。グリーンシートを熱圧着
し、積層体を得た。その後所定の大きさの形状に切断
し、９００℃で焼成した。

【０１０６】次に、焼成体の上下面に銀ペーストを焼き
付けることによって外部電極を形成した。

【０１０７】これにより誘電体、中心導体が一体化され
た容量基板を得た。

【０１０８】2.磁気回転子(YIG1)の作製平均粒径４．３８μmの酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）と
平均粒径１．６９μmの酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）と平均粒径
１．１０μmの酸化アルミニウム（Ａｌ₂O₃）をモル比で
６：９：１の割合で混合し、１２００℃で２時間仮焼し
た。そして、得られた仮焼粉をボールミルにて粉砕し
た。仮焼粉末（平均粒径２．１６μmの）にアクリル系
有機バインダーを２４wt％、イソプロピルアルコールと
トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤を１３wt％
添加し、磁性体スラリーを作製した。得られたスラリー
をドクターブレード法にて、グリーンシートに成形し
た。

【０１０９】グリーンシートにビアホール用の穴をパン
チングマシーンで形成し、その後グリーンシートに厚膜
印刷法で中心導体パターンを形成した。このとき、ビア
ホールのビアホールの充填も同時に行った。印刷ペース
トにはカーボンペーストを使用した。グリーンシートを
熱圧着し、積層体を得た。その後所定の大きさの形状に
切断し、１４３０℃で焼成した。焼成後のＹＩＧの平均
粒径は３．８５μmだった。このときカーボンは分解し
電極パターンの形状に穴の開いた磁気回転子が得られ
た。

【０１１０】これに銀100%からなる導体ペーストを静水
圧プレスにて圧入した。そして、これを900℃にて焼き
付けることで、内部に銀電極の形成された磁気回転子を
得た。

【０１１１】次に、焼成体の上下面に銀ペーストを焼き
付けることによってグランド電極を形成した。さらに、
焼成体側面に、各端子電極および、上下のグランド電極
をつなぐ電極を、銀ペーストを焼き付けることにより形
成した。

【０１１２】これにより磁性体、中心導体が一体化され
た磁気回転子を得た。

【０１１３】3.組み立てこのようにして得られた磁気回転子(YIG1)、ガラスセラ
ミックス容量基板、フェライト製マグネットの外部磁石
（厚み0.8mm）、ヨークを図１の配置で組み立てること
により、非可逆回路素子を得た。

【０１１４】高周波特性はネットワークアナライザで測
定し、サンプルを恒温槽中に置いて温度特性を測定し
た。表２に測定したアイソレータの温度特性を示す。

【０１１５】＜比較例３＞1.Ba-Nd-Ti容量基板の作製平均粒径１．３９μmの炭酸バリウム(BaCO₃)と平均粒径
３．０４μmの酸化ネオジウム(Nd₂Ｏ₃)と平均粒径２．
３８μmの酸化チタン(TiO₂)とをモル比で１：１：５の
割合で12時間ボールミル粉砕し、1200℃で２時間仮焼し
た。そして、得られた仮焼粉末（平均粒径２．８０μm
の）に１０wt％PVA（ポリビニルアルコール）水溶液を
５wt%添加し造粒した。この顆粒を1t/cm²でプレスし、1
320℃で２時間焼成した。焼成後の粉末の平均粒径は平
均粒径３．５０μmだった。焼成体は機械研磨で厚み300
μmまで研磨し、銀ペーストで外部電極を印刷・焼き付
けした。

【０１１６】2.磁気回転子(YIG2)の作製平均粒径４．３８μmの酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）と
平均粒径１．６９μmの酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）と平均粒径
１．７５μmの酸化バナジウム（Ｖ₂O₅）と平均粒径２．
０４μmの炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）をモル比で１
１：２３：２：８の割合で混合し、１１００℃で２時間
仮焼した。そして、得られた仮焼粉をボールミルにて粉
砕した。仮焼粉末（平均粒径１．９７μmの）にアクリ
ル系有機バインダーを２４wt％、イソプロピルアルコー
ルとトルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤を１３
wt％添加し、磁性体スラリーを作製した。得られたスラ
リーをドクターブレード法にて、グリーンシートに成形
した。

【０１１７】グリーンシートにビアホール用の穴をパン
チングマシーンで形成し、その後グリーンシートに厚膜
印刷法で中心導体パターンを形成した。このとき、ビア
ホールのビアホールの充填も同時に行った。印刷ペース
トにはカーボンペーストを使用した。グリーンシートを
熱圧着し、積層体を得た。その後所定の大きさの形状に
切断し、１３００℃で焼成した。焼成後のＹＩＧの平均
粒径は８．１９μmだった。このときカーボンは分解し
電極パターンの形状に穴の開いた磁気回転子が得られ
た。

【０１１８】これに銀100%からなる導体ペーストを静水
圧プレスにて圧入した。そして、これを900℃にて焼き
付けることで、内部に銀電極の形成された磁気回転子を
得た。

【０１１９】次に、焼成体の上下面に銀ペーストを焼き
付けることによってグランド電極を形成した。さらに、
焼成体側面に、各端子電極および、上下のグランド電極
をつなぐ電極を、銀ペーストを焼き付けることにより形
成した。

【０１２０】これにより磁性体、中心導体が一体化され
た磁気回転子を得た。

【０１２１】3.組み立てこのようにして得られた磁気回転子(YIG2)、Ba-Nd-Ti容
量基板、Sm₂Co₁₇を主組成とする外部磁石（厚み0.4m
m）、ヨークを図１の配置で組み立てることにより、非
可逆回路素子を得た。

【０１２２】高周波特性はネットワークアナライザで測
定し、サンプルを恒温槽中に置いて温度特性を測定し
た。表２に測定したアイソレータの温度特性を示す。

【０１２３】＜比較例４＞1.Ba-Nd-Ti容量基板の作製平均粒径１．３９μmの炭酸バリウム(BaCO₃)と平均粒径
３．０４μmの酸化ネオジウム(Nd₂Ｏ₃)と平均粒径２．
３８μmの酸化チタン(TiO₂)とをモル比で１：１：５の
割合で12時間ボールミル粉砕し、1200℃で２時間仮焼し
た。そして、得られた仮焼粉末（平均粒径２．８０μm
の）に１０wt％PVA（ポリビニルアルコール）水溶液を
５wt%添加し造粒した。この顆粒を1t/cm²でプレスし、1
320℃で２時間焼成した。焼成後の粉末の平均粒径は平
均粒径３．５０μmだった。焼成体は機械研磨で厚み300
μmまで研磨し、銀ペーストで外部電極を印刷・焼き付
けした。

【０１２４】2.磁気回転子(YIG1)の作製平均粒径４．３８μmの酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）と
平均粒径１．６９μmの酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）と平均粒径
１．１０μmの酸化アルミニウム（Ａｌ₂O₃）をモル比で
６：９：１の割合で混合し、１２００℃で２時間仮焼し
た。そして、得られた仮焼粉をボールミルにて粉砕し
た。仮焼粉末（平均粒径２．１６μmの）にアクリル系
有機バインダーを２４wt％、イソプロピルアルコールと
トルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤を１３wt％
添加し、磁性体スラリーを作製した。得られたスラリー
をドクターブレード法にて、グリーンシートに成形し
た。

【０１２５】グリーンシートにビアホール用の穴をパン
チングマシーンで形成し、その後グリーンシートに厚膜
印刷法で中心導体パターンを形成した。このとき、ビア
ホールのビアホールの充填も同時に行った。印刷ペース
トにはカーボンペーストを使用した。グリーンシートを
熱圧着し、積層体を得た。その後所定の大きさの形状に
切断し、１４３０℃で焼成した。焼成後のＹＩＧの平均
粒径は３．８５μmだった。このときカーボンは分解し
電極パターンの形状に穴の開いた磁気回転子が得られ
た。

【０１２６】これに銀100%からなる導体ペーストを静水
圧プレスにて圧入した。そして、これを900℃にて焼き
付けることで、内部に銀電極の形成された磁気回転子を
得た。

【０１２７】次に、焼成体の上下面に銀ペーストを焼き
付けることによってグランド電極を形成した。さらに、
焼成体側面に、各端子電極および、上下のグランド電極
をつなぐ電極を、銀ペーストを焼き付けることにより形
成した。

【０１２８】これにより磁性体、中心導体が一体化され
た磁気回転子を得た。

【０１２９】3.組み立てこのようにして得られた磁気回転子(YIG1)、Ba-Nd-Ti容
量基板、Nd₂Fe₁₄Bを主組成とする外部磁石（厚み0.4m
m）、ヨークを図１の配置で組み立てることにより、非
可逆回路素子を得た。

【０１３０】高周波特性はネットワークアナライザで測
定し、サンプルを恒温槽中に置いて温度特性を測定し
た。表２に測定したアイソレータの温度特性を示す。

【０１３１】＜比較例５＞1.ガラスセラミックス容量基板の作製平均粒径１．９０μmのストロンチウムガラスと平均粒
径２．３８μmの酸化チタン（ＴｉＯ₂）と平均粒径１．
１０μmの酸化アルミニウム（Ａｌ₂O₃）を重量比で１
４：３：３の割合で混合した。そして、この混合粉末に
アクリル系有機バインダーを２４wt％、イソプロピルア
ルコールとトルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤
を１３wt％添加し、誘電体スラリーを作製した。得られ
たスラリーをドクターブレード法にて、グリーンシート
に成形した。

【０１３２】グリーンシートにビアホール用の穴をパン
チングマシーンで形成し、その後グリーンシートに厚膜
印刷法で中心導体パターンを形成した。このとき、ビア
ホールのビアホールの充填も同時に行った。印刷ペース
トには銀ペーストを使用した。グリーンシートを熱圧着
し、積層体を得た。その後所定の大きさの形状に切断
し、９００℃で焼成した。

【０１３３】次に、焼成体の上下面に銀ペーストを焼き
付けることによって外部電極を形成した。

【０１３４】これにより誘電体、中心導体が一体化され
た容量基板を得た。

【０１３５】2.磁気回転子(YIG2)の作製平均粒径４．３８μmの酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）と
平均粒径１．６９μmの酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）と平均粒径
１．７５μmの酸化バナジウム（Ｖ₂O₅）と平均粒径２．
０４μmの炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）をモル比で１
１：２３：２：８の割合で混合し、１１００℃で２時間
仮焼した。そして、得られた仮焼粉をボールミルにて粉
砕した。仮焼粉末（平均粒径１．９７μmの）にアクリ
ル系有機バインダーを２４wt％、イソプロピルアルコー
ルとトルエンとメチルエチルケトンとの混合溶剤を１３
wt％添加し、磁性体スラリーを作製した。得られたスラ
リーをドクターブレード法にて、グリーンシートに成形
した。

【０１３６】グリーンシートにビアホール用の穴をパン
チングマシーンで形成し、その後グリーンシートに厚膜
印刷法で中心導体パターンを形成した。このとき、ビア
ホールのビアホールの充填も同時に行った。印刷ペース
トにはカーボンペーストを使用した。グリーンシートを
熱圧着し、積層体を得た。その後所定の大きさの形状に
切断し、１３００℃で焼成した。焼成後のＹＩＧの平均
粒径は８．１９μmだった。このときカーボンは分解し
電極パターンの形状に穴の開いた磁気回転子が得られ
た。

【０１３７】これに銀100%からなる導体ペーストを静水
圧プレスにて圧入した。そして、これを900℃にて焼き
付けることで、内部に銀電極の形成された磁気回転子を
得た。

【０１３８】次に、焼成体の上下面に銀ペーストを焼き
付けることによってグランド電極を形成した。さらに、
焼成体側面に、各端子電極および、上下のグランド電極
をつなぐ電極を、銀ペーストを焼き付けることにより形
成した。

【０１３９】これにより磁性体、中心導体が一体化され
た磁気回転子を得た。

【０１４０】3.組み立てこのようにして得られた磁気回転子(YIG2)、ガラスセラ
ミックス容量基板、Sm₂Co₁₇を主組成とする外部磁石
（厚み0.4mm）、ヨークを図１の配置で組み立てること
により、非可逆回路素子を得た。

【０１４１】高周波特性はネットワークアナライザで測
定し、サンプルを恒温槽中に置いて温度特性を測定し
た。表２に測定したアイソレータの温度特性を示す。

【０１４２】本発明の非可逆回路素子は、PbZrO₃容量基
板の比誘電率の温度係数と、希土類磁石を主組成とする
外部磁石の残留磁束密度の温度係数と、磁気回転子のYI
Gの飽和磁化の温度係数とがキャンセルするために、外
界の温度変化に対して共振周波数の特性が極めて安定し
ている。

【０１４３】また、希土類磁石は、従来使用されてきた
フェライト磁石より小型でも十分な外部磁界を与えるこ
とができるため、素子全体を非常に薄くすることが可能
であった。ここでは、希土類磁石は厚み0.4mmのものを
用いたが、フェライト磁石では必要な磁界を得るのに0.
8mmの厚みが必要であった。

【０１４４】さらに、PbZrO₃容量基板も、従来のものよ
りも誘電率が高いので、小さくすることが可能であっ
た。PbZrO₃容量基板は、縦４．８mm×横４．５mmのもの
を用いたが、他のものでは、同じ容量を得るためには、
縦６mm×横５．６mmが必要であった。

【０１４５】比較例１、３、４、５の非可逆回路素子
は、容量基板の温度係数と外部磁石の温度係数とYIGの
温度係数とがキャンセルしないために、外界の温度変化
に対して特性が大きく変化した。さらに、誘電体材料の
誘電率がPbZrO₃と比較して小さいため、水平方向の外形
も大きくなった。

【０１４６】比較例２の非可逆回路素子は、容量基板の
温度係数とフェライト磁石の温度係数とYIGの温度係数
とがキャンセルするために、外界の温度変化に対して特
性は比較的安定している。しかし、それでも本発明の素
子よりは悪い値である。

【０１４７】また、フェライト磁石で必要な外部磁界を
得るためには磁石の厚みを0.8mm以上にしなければなら
ず、非可逆回路素子の外形が高さ方向に２倍以上にも大
きくなった。

【０１４８】さらに、誘電体材料の誘電率がPbZrO₃と比
較して小さいため、水平方向の外形も大きくなった。

【０１４９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、小型化
可能で温度特性に優れた非可逆回路素子を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】非可逆回路素子（３端子サーキュレータ）の全
体構成を示す分解斜視図である。

【図２】Nd₂Fe₁₄B磁石とフェライト磁石の残留磁束密度
の温度変化を示すグラフである。

【図３】３端子サーキュレータの磁気回転子の構成を概
略的に示す一部破断斜視図である。

【図４】３端子サーキュレータ全体の構成を示す分解斜
視図である。

【図５】３端子サーキュレータの等価回路図である。

【図６】３端子サーキュレータの磁気回転子の製造工程
の一部を説明する図である。

【符号の説明】

１非可逆性磁気回転子２外部磁界印加用磁石３コンデンサ４ヨーク１０磁性体層１１内部導体（中心導体）１２端子電極１３接地導体（グランド電極）１４直流磁界２０磁気回転子２１共振用キャパシタ２２励磁用永久磁石２３励磁用永久磁石４０上部シート４１中間シート４２下部シート４３ヴィアホール４４上部内部導体４５下部内部導体４６端子電極４７接地導体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気回転子が、(Y_XＲ_1-X)₃(Fe_YＭ_1-Y)
_5+ZO₁₂ （ただし、ＲはCa、Bi、Gdおよび希土類元素の１種以上
を表し、ＭはAl、V、Co、In、Zr、Sn、Ga、Mn、Si、GeおよびTi
の１種以上を表す。）と表したとき、Ｘ＝１〜０．２Ｙ＝１〜０．６Ｚ＝−０．００５〜０．００５である酸化物磁性材料を含み、外部磁石が残留磁束密度の温度係数が−０．１５%/℃以
上０%/℃未満の磁石であり、容量部がPb_AZr_BO₃と表したとき、Ａ／Ｂ＝０．９８〜１．１である酸化物を主組成とする非可逆回路素子。
【請求項２】前記外部磁石の２５℃での残留磁束密度
が５kG以上である請求項１の非可逆回路素子。
【請求項３】前記外部磁石がSmCo₅系、Sm₂Co₁₇系、Nd
₂Fe₁₄B系、Nd₂Fe₁₄C系、Sm(Fe₁₁Ti)系、Sm₂Fe₁₇N
_2.5系、Sm₂Fe₁₇C_2.2系、Nd(Fe₁₁Ti)N_0.8系、Nd₂Fe₁ ₄Bと
Fe₃Bの微細複合材料、SmFe₇N₂とFeの微細複合材料また
はNd₂Fe₁₄BとFeの微細複合材料のいずれかを主組成とす
る希土類磁石である請求項１または２の非可逆回路素
子。
【請求項４】前記外部磁石がSm₂Co₁₇系、Nd₂Fe₁₄B系
のいずれかを主組成とする希土類磁石である請求項１〜
３のいずれかの非可逆回路素子。