JP2000201007A - 複合基板型の非可逆回路素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼成によりフェライト／セラミック複合基板
を作成する時に材料や焼成条件等のバラツキに起因する
基板の収縮率のバラツキによるフェライト円板と回路パ
ターンの位置ずれを抑制し、また回路パターンの膜厚の
不均一や膜はがれ等を防止して性能の向上を図る。 【解決手段】 フェライト円板１８がセラミック板１６
の第１の貫通穴１７に埋め込まれてなる複合基板１０２
と、フェライト円板１８と隣接する部分を備えた回路パ
ターン１０３を挟んで複合基板１０２の一方の面に積層
された第１のセラミック層１１と、複合基板１０２の他
方の面に積層され、複合基板１０２と反対側の表面にグ
ランド導体層２０が形成されている第２のセラミック層
１９とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複合基板型の非
可逆回路素子及びその製造方法に係り、特には、マイク
ロ波帯、ミリ波帯の高周波部品として用いて好適なサー
キュレータやアイソレータ等の複合基板型の非可逆回路
素子及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の非可逆回路素子としては、従来
から、特開昭６１−２８８４８６号公報等に記載の複合
基板型サーキュレータが知られている。このサーキュレ
ータは、信号の伝送方向にはほとんど減衰がなく、逆方
向には減衰が大きくなるような特性を有しており、移動
通信機器や携帯電話等の送信回路部に採用されている。
同公報に記載のサーキュレータは、図１７（ｄ）に示す
ように、アルミナセラミック基板１にフェライト円板３
が埋め込まれ、その表面に回路パターン４の中心部４ａ
がフェライト円板３の中心にくるように回路パターン４
が形成されている。この複合基板型サーキュレータにお
いてはアルミナセラミックの誘電損失がフェライトのそ
れより小さいため、基板をフェライト材料のみで形成し
たものに比べて低損失であり、また、ミキサやアイソレ
ータ等を一体的に形成して集積化することができる、と
いう利点を有する。

【０００３】このような複合基板型サーキュレータを作
成するため、まず、図１７（ａ）に示すように、セラミ
ックのグリーンシート１ａに貫通穴２をあけ、図１７
（ｂ）に示すように、この穴径よりわずかに小さい直径
を有する焼結済みのフェライト円板３を挿入した後、図
１７（ｃ）に示すように、グリーンシート１ａを焼成し
て、フェライト／セラミック複合基板１０１を作成す
る。次いで、図１７（ｄ）に示すように、温度等の焼成
条件に基づいてグリーンシート１ａの材料組成の公称の
収縮率から予め決めた寸法で設計し、作成した図示しな
い印刷マスクを使用し、金或いは銀系の導電ペーストを
用いて、この複合基板１０１の片面にフェライト円板３
の形に合わせて形成された回路パターン４の中央円形部
４ａの中心とフェライト円板３の中心とが一致するよう
に回路パターン４を印刷し、焼き付けする。さらに、複
合基板１０１の他方の面にグランド導体層５を印刷し、
焼き付けする。この場合、部品の低価格化のために、一
つの大型グリーンシート上に多数の貫通穴を等間隔にあ
けて、各貫通穴にフェライト円板を挿入し、同一のグリ
ーンシートで多数のサーキュレータを作成するようにし
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
複合基板型サーキュレータの製造方法では、焼成により
フェライト／セラミック複合基板１０１を作成した後、
回路パターン４を印刷し、焼き付けている。この場合、
前記の印刷マスクを使用して印刷すると、グリーンシー
トの製造ロット間や焼成ロット間の製造条件のばらつき
に起因する収縮率のばらつきに対応して、図１８に示す
ように、回路パターンの中央円形部４ａの中心がフェラ
イト円板３の中心位置から外れる場合がある。特に、大
型セラミックに多数個のサーキュレータを作ろうとする
ほど、このズレが大きくなり、フェライト円板から回路
パターンがはみ出して形成されるようになる。なお、非
可逆回路素子の一つとして、複合基板型アイソレータも
存在するが、複合基板型アイソレータは、複合基板型サ
ーキュレータと略同じ構造なので、複合基板型アイソレ
ータについても同様の問題が存在する。

【０００５】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、焼成によりフェライト／セラミック複合基板を
作成する時に基板の収縮率のバラツキによるフェライト
円板と回路パターンの位置ずれを抑制し、素子特性や信
頼度の向上を図ることができる複合基板型の非可逆回路
素子及びその製造方法を提供することを目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、複合基板型の非可逆回路素
子に係り、フェライト円板がセラミック板の第１の貫通
穴に埋め込まれてなる複合基板と、前記フェライト円板
と隣接する部分を持つ回路パターンを挟んで前記複合基
板の一方の面に積層された第１のセラミック層と、前記
複合基板の他方の面側に形成されたグランド導体層とを
有することを特徴としている。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の複
合基板型の非可逆回路素子に係り、前記複合基板型の非
可逆回路素子は、さらに前記複合基板と前記グランド導
体層との間に第２のセラミック層が介在していることを
特徴としている。

【０００８】また、請求項３記載の発明は、請求項２記
載の複合基板型の非可逆回路素子に係り、前記第２のセ
ラミック層には前記フェライト円板の直径よりも小さい
直径を有し、前記フェライト円板に隣接する第２の貫通
穴が形成され、該第２の貫通穴に前記グランド導体層と
接触する埋込導体層が埋め込まれていることを特徴とし
ている。

【０００９】また、請求項４記載の発明は、請求項１，
２又は３記載の複合基板型の非可逆回路素子に係り、前
記回路パターンが前記フェライト円板と隣接する部分か
ら前記複合基板の端部の方に延びてその終端部に入出力
端子が形成され、該入出力端子の位置に対応する部分の
前記第１のセラミック層に入出力端子用穴が形成されて
おり、該入出力端子用穴内に前記入出力端子が露出して
いることを特徴としている。

【００１０】請求項５記載の発明は、請求項１，２，３
又は４記載の複合基板型の非可逆回路素子に係り、前記
回路パターンがインピーダンス調整用パターンを有し、
かつ該インピーダンス調整用パターンの位置に対応する
部分の前記第１のセラミック層にインピーダンス調整用
穴が形成されており、前記インピーダンス調整用穴内に
前記インピーダンス調整用パターンが露出していること
を特徴としている。

【００１１】請求項６記載の発明は、請求項１，２，
３，４又は５記載の複合基板型の非可逆回路素子に係
り、前記回路パターンが終端抵抗の接続箇所を有し、か
つ、該接続箇所の位置に対応する部分の前記第１のセラ
ミック層に終端抵抗接続用穴が形成されており、該穴内
に前記終端抵抗の接続箇所が露出していることを特徴と
している。

【００１２】請求項７記載の発明は、複合基板型の非可
逆回路素子に係り、フェライト円板がセラミック板の第
１の貫通穴に埋め込まれてなる複合基板と、前記複合基
板の一方の面に積層された第１のセラミック層と、前記
第１のセラミック層の複合基板と反対側の表面に少なく
ともその一部が前記フェライト円板の上方にくるように
形成された回路パターンと、前記複合基板の他方の面側
に形成されたグランド導体層とを有することを特徴とし
ている。

【００１３】請求項８記載の発明は、請求項７記載の複
合基板型の非可逆回路素子に係り、前記複合基板型の非
可逆回路素子は、さらに前記複合基板と前記グランド導
体層との間に第２のセラミック層が介在していることを
特徴としている。

【００１４】また、請求項９記載の発明は、請求項８記
載の複合基板型の非可逆回路素子に係り、前記第２のセ
ラミック層には前記フェライト円板の直径よりも小さい
直径を有し、前記フェライト円板に隣接する第２の貫通
穴が形成され、該第２の貫通穴に前記グランド導体層と
接触する埋込導体層が埋め込まれていることを特徴とし
ている。

【００１５】請求項１０記載の発明は、請求項７，８又
は９記載の複合基板型の非可逆回路素子に係り、前記第
１のセラミック層には前記フェライト円板の直径よりも
小さい直径を有し、前記フェライト円板に隣接する第３
の貫通穴が形成され、該第３の貫通穴に前記回路パター
ンと接触する埋込導体層が埋め込まれていることを特徴
としている。

【００１６】請求項１１記載の発明は、複合基板型の非
可逆回路素子の製造方法に係り、一方の表面に回路パタ
ーンが形成された板状の第１のグリーンシートを前記回
路パターンが上側又は下側に向くようにして置く工程
と、第１の貫通穴を備えた板状の第２のグリーンシート
を、少なくとも前記回路パターンの一部と前記第１の貫
通穴とが直接又は前記第１のグリーンシートを介して隣
接するように前記第１のグリーンシートの上に積層する
工程と、前記積層された第１のグリーンシートと第２の
グリーンシートとをプレスする工程と、前記第１のグリ
ーンシート上に積層された前記第２のグリーンシートの
第１の貫通穴に焼結したフェライト円板をはめ込む工程
と、グランド導体層が一方の表面に形成され、前記フェ
ライト円板よりも小さい直径の第２の貫通穴に前記グラ
ンド導体層と接触する埋込導体層が埋め込まれた板状の
第３のグリーンシートを、前記グランド導体層の形成面
と反対側の面が前記第２のグリーンシートに対面し、か
つ前記埋込導体層が前記フェライト円板上にくるように
前記第２のグリーンシート上に積層する工程と、前記積
層された第１のグリーンシートと第２のグリーンシート
と第３のグリーンシートとをプレスする工程と、前記積
層された第１のグリーンシートと第２のグリーンシート
と第３のグリーンシートとを焼成する工程とを有するこ
とを特徴としている。

【００１７】また、請求項１２記載の発明は、請求項１
１記載の複合基板型の非可逆回路素子の製造方法に係
り、前記積層された第１のグリーンシートと第２のグリ
ーンシートとをプレスする工程、及び／又は、前記積層
された第１のグリーンシートと第２のグリーンシートと
第３のグリーンシートとをプレスする工程が、静水圧で
プレスする工程であることを特徴としている。

【００１８】

【作用】この発明の構成によれば、従来例の場合と異な
り、グリーンシートの状態で印刷用マスクを用いて回路
パターンを印刷しているため、グリーンシートの収縮率
を考慮することなく、回路パターンの印刷用マスクの寸
法設計を行うことができる。また、フェライト円板を埋
め込むべきグリーンシートと回路パターンを形成すべき
グリーンシートを別々にし、グリーンシートの状態で積
層してフェライト円板と回路パターンの位置あわせを行
い、この後、一体焼成することにしているため、フェラ
イト円板と回路パターンの位置ずれを防止することがで
きる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。 ◇第１の実施の形態 図１及び図２は、この発明の第１の実施の形態である複
合基板型サーキュレータ（以下、単に、サーキュレータ
ともいう）の概略構成を示す図であり、図１は、図２の
Ａ−Ａ線に沿う断面図、また、図２は、図１のＢ方向か
ら見た平面図である。この形態のサーキュレータは、図
１及び図２に示すように、中心周波数３０ＧＨｚでの動
作に適した構成とされ、大きさ３ｍｍ□、厚さ約０．２
５ｍｍのアルミナからなるセラミック板１６に穿孔され
た第１の貫通穴に直径略１．７ｍｍのフェライト円板１
８がはめ込まれることで構成されたフェライト／セラミ
ック複合基板１０２を有してなる。ここでは、フェライ
ト円板１８の材料として飽和磁束密度５０００ガウスを
有するＮｉ−Ｚｎ系フェライトを用いている。フェライ
ト／セラミック複合基板１０２の一方の面には、回路パ
ターン１０３を挟んで厚さ０．０３ｍｍの第１のセラミ
ック層１１が積層されている。

【００２０】回路パターン１０３は、フェライト円板１
８の形に合わせて、金膜や銀膜によって成形され、フェ
ライト円板１８と隣接する部分、すなわち、直径略１．
３ｍｍの円形部１３を有している。図２に示すように、
この円形部１３から三方に、かつ放射状に幅略０．２５
ｍｍのマイクロストリップライン１３ａ，１３ｂ，１３
ｃが延びて基板の周辺部で終端している。この終端部
は、入出力端子１４ａ，１４ｂ，１４ｃとして使用され
る。各入出力端子１４ａ，１４ｂ，１４ｃの近辺には、
各入出力端子１４ａ，１４ｂ，１４ｃと分離して、オー
プンスタブ／調整ランド１５ａ，１５ｂ，１５ｃが設け
られている。

【００２１】さらに、図２に示すように、入出力端子１
４ａ，１４ｂ，１４ｃの位置に対応する部分の第１のセ
ラミック層１１に入出力端子用穴１２ａ，１２ｂ，１２
ｃが形成されており、この入出力端子用穴１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ内に入出力端子１４ａ，１４ｂ，１４ｃが露
出している。この入出力端子用穴１２ａ，１２ｂ，１２
ｃを通して、金或いは銀リボン等によりこの回路パター
ン１０３と他の回路パターンとが接続可能になされてい
る。図３（ａ），（ｂ）に入出力端子等１４ａ，１４
ｂ，１４ｃの配置例を示す。

【００２２】また、図１に示すように、フェライト／セ
ラミック複合基板１０２の他方の面には、第２のセラミ
ック層１９が積層され、複合基板１０２と反対側の第２
のセラミック層１９の表面には、金膜や銀膜からなるグ
ランド導体層２０が形成されている。このように、この
サーキュレータの形態によれば、フェライト／セラミッ
ク複合基板１０２と第１のセラミック層１１の間に回路
パターン１０３、１０４が挟まれているので、回路パタ
ーン１０３、１０４の膜はがれを防止して性能や信頼性
の向上を図ることができる。

【００２３】次に、図４乃至図７を参照して、上記複合
基板型サーキュレータの製造方法について説明する。図
４は、多数の複合基板を作成可能な大型グリーンシート
の平面図、図５及び図６は、複合基板型サーキュレータ
の製造方法を示す工程断面図であり、図７（ａ）は、回
路パターンが形成された第１のグリーンシートの構成を
示す平面図、また、図７（ｂ）はフェライト／セラミッ
ク複合基板となる第２のグリーンシートの構成を示す平
面図である。ところで、フェライト／セラミック基板を
作成するときに、グリーンシートの貫通穴にフェライト
円板をはめ込むために、グリーンシートの貫通穴の直径
をフェライト直径より大きくする必要があるが、その場
合、グリーンシートの貫通穴にフェライトを挿入したと
きに貫通穴とフェライト円板の間にはわずかな隙間が生
じる。このようなグリーンシートの表面に導体ペースト
を用いて回路パターンを印刷し、積層して圧力を加える
と、回路パターンを構成する導体材料がその隙間に入り
込む。場合によっては、欠落した導体が他方のグリーン
シートの表面に形成された導体近傍まで侵入する虞があ
る。このような状態では、電気的インピーダンスが設計
値から外れて入力電流の反射が起こり、サーキュレータ
の機能を果たさなくなってしまう。従って、そのような
虞のない製造方法を採用する必要がある。

【００２４】この形態の複合基板型サーキュレータ／ア
イソレータの製造方法においては、まず、図４に示すよ
うに、大型グリーンシート１０５を用意して多数の複合
基板を作成するのであるが、説明の都合上、サーキュレ
ータ１個分の小さなグリーンシートを対象にして説明す
る。まず、図５（ａ）に示すように、焼成後の厚さが
０．０３ｍｍとなり、大きさが３ｍｍ□となるような板
状の第１のグリーンシート１２ａを用意する。この場
合、図７（ａ）に示すように、入出力端子の位置に対応
する部分に入出力端子用穴１２ａ，１２ｂ，１２ｃを形
成しておく。

【００２５】次いで、図５（ａ）に示すように、図示し
ない印刷マスクを使用し、金或いは銀系の導電ペースト
を用いて、第１のグリーンシート１２ａの一方の表面に
導体膜を印刷することにより、回路パターン１０３のう
ち、図７（ａ）に示す第１のグリーンシート１２ａの中
央部にフェライト円板と隣接する部分、すなわち、直径
略１．３ｍｍの円形部１３と、その円形部１３から三方
に、かつ放射状に基板の周辺部に延びる幅略０．２５ｍ
ｍのマイクロストリップライン１３ａ，１３ｂ，１３ｃ
とを形成する。マイクロストリップライン１３ａ，１３
ｂ，１３ｃのそれぞれの終端部が、対応する入出力端子
用穴１２ａ，１２ｂ，１２ｃに達することができるよう
にする。

【００２６】この場合、焼成前のグリーンシート１１ａ
又は１１ｂ表面に直接回路パターン１３，１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ又は１３を形成しているので、印刷マスク
は、グリーンシート１１ａ又は１１ｂの収縮率をほとん
ど考慮しなくても良い。次に、図５（ａ）に示すよう
に、回路パターンの一部が形成された第１のグリーンシ
ート１１ａを回路パターンが上側に向くようにして、図
示しない積層治具にセットする。

【００２７】次いで、図５（ｂ）に示すように、第１の
貫通穴１７と入出力端子１４ａ，１４ｂ，１４ｃとを備
えた板状の第２のグリーンシート１６ａを用意する。第
２のグリーンシート１６ａの大きさは、第１のグリーン
シート１１ａと略同じ大きさを有し、第１のグリーンシ
ート１１ａ上に第２のグリーンシート１６ａを積層する
と、第１の貫通穴１７と第１のグリーンシート１１ａの
回路パターンの円形部１３とが重なるように、第１の貫
通穴１７が穿設されている。また、第１のグリーンシー
ト１１ａ上に第２のグリーンシート１６ａを積層したと
き、第１のグリーンシート１１ａのマイクロストリップ
ライン１３ａ，１３ｂ，１３ｃの各終端部と一部が重な
って接続するように、第２のグリーンシート１６ａに
は、入出力端子１４ａ，１４ｂ，１４ｃが形成されてい
る。次に、図５（ｃ）に示すように、第２のグリーンシ
ート１６ａを第１のグリーンシート１１ａの上に積層す
る。このとき、マイクロストリップライン１３ａ，１３
ｂ，１３ｃの各終端部と入出力端子１４ａ，１４ｂ，１
４ｃの先端部とが重なる。

【００２８】次いで、積層された第１のグリーンシート
１１ａと第２のグリーンシート１６ａとを静水圧を加え
て押圧する。このとき、マイクロストリップライン１３
ａ，１３ｂ，１３ｃの各終端部と入出力端子１４ａ，１
４ｂ，１４ｃの先端部が相互につぶれて一体化し、低抵
抗接続が実現される。次に、図５（ｄ）に示すように、
焼結したフェライト円板１８を用意する。次いで、第１
のグリーンシート１１ａ上に積層された第２のグリーン
シート１６ａの第１の貫通穴１７にこの第１の貫通穴１
７よりも少し小さい直径を有する焼結したフェライト円
板１８を埋め込む。

【００２９】次に、図６（ａ）に示すように、板状の第
３のグリーンシート１９ａを用意し、第３のグリーンシ
ート１９ａの一方の表面全面に例えば金或いは銀系の導
電ペーストを塗布し、グランド導体層２０を形成する。
この後、図６（ｂ）に示すように、この第３のグリーン
シート１９ａを、グランド導体層２０の形成面と反対側
の面が第２のグリーンシート１９ａに対面するように第
２のグリーンシート１９ａ上に積層する。次いで、積層
された第１のグリーンシート１１ａと第２のグリーンシ
ート１６ａと第３のグリーンシート１９ａとを静水圧を
加えて押圧する。次に、積層された第１のグリーンシー
ト１１ａと第２のグリーンシート１６ａと第３のグリー
ンシート１９ａとを所定の温度で焼成すると、複合基板
型サーキュレータが完成する。完成した複合基板型サー
キュレータを図２に示す。

【００３０】このように、このサーキュレータの製造方
法では、焼成前の第１のグリーンシート１１ａ又は１１
ｂ表面に印刷用マスクを用いて回路パターン１３，１３
ａ，１３ｂ，１３ｃ又は１３を印刷し、第２のグリーン
シート１６ａにフェライト円板１８をはめ込んだのち、
第１のグリーンシート１１ａと第２のグリーンシート１
６ａとを積層することによりフェライト円板１８と回路
パターンの円形部１３の位置あわせを行っている。つま
り、この実施の形態によれば、従来例の場合と異なり、
グリーンシートの状態で印刷用マスクを用いて回路パタ
ーンを印刷しているため、グリーンシートの収縮率を考
慮することなく回路パターンの印刷用マスクの寸法設計
を行うことができる。

【００３１】また、フェライト円板１８と回路パターン
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃとを別々のグリーンシー
ト１１ａ，１６ａに形成し、グリーンシート１１ａ，１
６ａの状態で積層してフェライト円板１８と回路パター
ンの円形部１３の位置あわせを行い、その後焼成してい
る。したがって、焼成時に、積層されたグリーンシート
１１ａ，１６ａをともに同じ焼成温度とすることは容易
なため、同じ材料組成のグリーンシートを用いれば、焼
成時に、積層されたグリーンシート１１ａ，１６ａがと
もに同じ焼成温度となり、材料組成に基づいて同じよう
に収縮する。このため、図８に示すように、フェライト
円板１８と回路パターン１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ
の位置ずれを防止できる。それゆえ、平面加工研磨を省
略でき、サーキュレータを安価に実現できる。

【００３２】また、できるだけ同じ組成のものを用いる
ようにすれば、焼成時のグリーンシートの収縮率のばら
つきが起こらないため、グリーンシートの組成範囲は限
定されない。これに対して、従来例の場合は、収縮率の
範囲が限られるため、組成範囲を限定する必要がある。
また、フェライト円板１８の凹凸表面が露出するフェラ
イト／セラミック複合基板１０２の表面ではなくて、こ
のままで平坦な表面を形成しやすいセラミックのグリー
ンシート１１ａ，１６ａ，１９ａ上に回路パターン等１
３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃを印刷しているので、回路
パターン等１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃの膜厚のばら
つきや膜はがれを防止できる。

【００３３】◇第２の実施の形態 図９は、この発明の第２の実施の形態である複合基板型
アイソレータ（以下、単に、アイソレータともいう）の
概略構成を示す平面図である。この形態のアイソレータ
が、上述の第１の実施の形態のサーキュレータと大きく
異なるところは、同サーキュレータでは、図２に示すよ
うに、マイクロストリップライン１３ａ，１３ｂ，１３
ｃの終端部は入出力端子１４ａ，１４ｂ，１４ｃとして
使用される構成となっているが、このアイソレータで
は、図９に示すように、マイクロストリップライン１３
ａ，１３ｂ，１３ｃの終端部のうち何れか２つが入出力
端子１４ａ，１４ｂとして使用され、残りの一つが終端
抵抗２４の接続端子１４ｃとして使用される構成となっ
ている点、及び、終端抵抗２４の接続端子１４ｃより端
部の方にさらにマイクロストリップライン１３ｄが延
び、入力端子１４ｄとして終端する構成となっている点
である。

【００３４】これに伴い、このアイソレータでは、入出
力端子１４ｃの代わりに入出力端子１４ｄの位置に対応
する部分の第１のセラミック層１１に入出力端子用穴１
２ｄが形成されており、この入出力端子用穴１２ｄ内に
入出力端子１４ｄ及び調整ランド１５ｄが露出してい
る。また、マイクロストリップライン１３ｃの終端部１
４ｃの位置に対応する箇所の第１のセラミック層１１に
は、終端抵抗接続用穴２３が設けられている。

【００３５】また、アイソレータの回路パターン１０４
は、同図に示すように、インピーダンス調整用パターン
２２ａ，２２ｂ，２２ｃを有しており、インピーダンス
調整用パターン２２ａ，２２ｂ，２２ｃの位置に対応す
る箇所の第１のセラミック層１１にインピーダンス調整
用穴２１ａ，２１ｂ，２１ｃが設けられている。これに
より、インピーダンス調整用穴２１ａ，２１ｂ，２１ｃ
を通してインピーダンス調整用パターン２２ａ，２２
ｂ，２２ｃを外観し、インピーダンス調整用穴２１ａ，
２１ｂ，２１ｃを通して回路のインピーダンスを調整す
ることが可能となっている。なお、サーキュレータの回
路パターン１０３においても、同じ位置にインピーダン
ス調整用パターン２２ａ，２２ｂ，２２ｃを設けるよう
にしても良い。

【００３６】上記以外の点では、このアイソレータの構
成は、図２に示すサーキュレータのそれと略同様である
ので、図９において、図２の構成部分と同一の各部には
同一の符号を付して、その説明を省略する。上記構成の
アイソレータを製造する際には、第１のグリーンシート
１１ｂには、予め、図１０（ａ）に示すように、回路パ
ターンのうち、フェライト円板と隣接する円形部１３の
部分だけを形成しておき、さらに、入出力端子の位置に
対応する部分に入出力端子用穴１２ａ，１２ｂ，１２ｄ
を形成する他、終端抵抗接続用穴２３及びインピーダン
ス調整用穴２１ａ，２１ｂ，２１ｃを形成しておく。第
２のグリーンシート１６ｂには、同図（ｂ）に示すよう
に、第１の貫通穴１７と、マイクロストリップライン１
３ａ，１３ｂ，１３ｃと、その各終端部の先まで延びる
入出力端子１４ａ，１４ｂ，１４ｃを予め形成してお
く。この場合において、マイクロストリップライン１３
ａ，１３ｂ，１３ｃは、第２のグリーンシート１６ｂを
第１のグリーンシート１１ｂの上に積層したときに、第
１のグリーンシート１１ｂの円形部１３と第２のグリー
ンシート１６ｂのマイクロストリップライン１３ａ，１
３ｂ，１３ｃの先端部がそれぞれ重なるように配置して
おく。

【００３７】このようにしておけば、第１のグリーンシ
ート１１ｂと、第２のグリーンシート１６ｂとを押圧積
層する際、円形部１３と、マイクロストリップライン１
３ａ，１３ｂ，１３ｃの各先端部とが、相互につぶれて
一体化するので、低抵抗接続を実現できる。上記以外の
製造手順は、上述の第１の実施の形態で述べたサーキュ
レータの製造手順と略同様である。このように、この形
態によれば、上述した第１の実施の形態と略同様の効果
を得ることができる。

【００３８】◇第３の実施の形態 図１１は、この発明の第３の実施の形態である複合基板
型サーキュレータについて示す平面図、また、図１２
は、同サーキュレータの製造方法を説明するための説明
用断面図である。この形態のサーキュレータが、上記第
１の実施の形態と大きく異なるところは、図１１に示す
ように、第２のセラミック層２５に第２の貫通穴２６を
設け、グランド導体層２０と接触させて埋込導体層２７
を埋め込み、積層したときに埋込導体層２７とフェライ
ト円板１８とが直接隣接するようにしている点である。
こうすると、挿入損失が抑えられので、フェライト円板
１８の特性を充分に活かすことができる。次に、図１２
を参照して、この形態のサーキュレータの製造方法につ
いて説明する。まず、図５（ａ）乃至（ｅ）と同様の工
程を経て、第１のグリーンシート１１ａ上に積層された
第２のグリーンシート１６ａの第１の貫通穴１７に焼結
したフェライト円板１８をはめ込む。次に、図１２
（ａ）に示すように、板状の第３のグリーンシート２５
ａを用意し、フェライト円板１８よりも小さい直径の第
２の貫通穴２６を形成する。次いで、図１２（ｂ）に示
すように、第３のグリーンシート２５ａの一方の表面に
導体ペースト２８を塗布し、第２の貫通穴２６に導体ペ
ースト２８を埋め込む。

【００３９】続いて、導体ペースト２８の塗布面と反対
側の面が第１のグリーンシート１１ａ上に積層された第
２のグリーンシート１６ａに対面し、かつ第２の貫通穴
２６がフェライト円板１８上にくるように第３のグリー
ンシート２５ａを第２のグリーンシート１６ａ上に積層
する。次いで、積層された第１のグリーンシート１１ａ
と、第２のグリーンシート１６ａと、第３のグリーンシ
ート２５ａとを静水圧により押圧する。次に、図１２
（ｃ）に示すように、積層された第１のグリーンシート
１１ａと、第２のグリーンシート１６ａと、第３のグリ
ーンシート２５ａとを焼成する。第２の貫通穴２６内の
導体ペースト２８が埋込導体層２７となり、セラミック
層２５上の導体ペースト２８が埋込導体層２７と接触す
るグランド導体層２０となる。以上により、複合基板型
サーキュレータが完成する。

【００４０】このように、この形態のサーキュレータの
製造方法によれば、上記した第１の実施の形態で述べた
と略同様の効果を得ることができる。なお、図９に示す
回路パターン１０４を用いることにより、この形態のサ
ーキュレータと基本構造が略同一のアイソレータを作成
できる。

【００４１】◇第４の実施の形態 図１３及び図１５は、この発明の第４の実施の形態だあ
る複合基板型アイソレータ（以下、単に、アイソレータ
ともいう）の概略構成を示す図で、具体的には、図１３
は、図１５のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図１５は、図１３
のＤ方向から見た平面図、また、図１６（ａ）は、同ア
イソレータの製造に用いられる第１のセラミック基板の
構成を示す平面図、また、同（ｂ）は、同じく第２のセ
ラミック基板の構成を示す平面図である。この形態のア
イソレータが、第２の実施の形態のアイソレータと大き
く異なるところは、図１３及び図１５に示すように、複
合基板１６と反対側の第１のセラミック層２９の表面に
回路パターン１０４を形成するようにした点である。こ
の場合、第１のセラミック層２９を介して、フェライト
円板１８上に回路パターンの円形部１３がくるようにす
る。

【００４２】この形態のアイソレータの製造方法では、
図１６（ａ）に示すように、全ての回路パターン１０４
を第１のグリーンシート２９ａに形成する点、図１６
（ｂ）に示すように、第２のグリーンシート１６ａに第
１の貫通穴１７のみを形成する点、及び回路パターン１
０４が複合基板となる第２のグリーンシート１６ａと反
対側に向くように第２のグリーンシート１６ａと第１の
グリーンシート２９ａを積層する点を除いて、第１の実
施の形態と略同様な工程を経る。すなわち、回路パター
ン１０４を印刷した第１のグリーンシート２９ａ→複合
基板となる第２のグリーンシート１６ａ→静水圧プレス
→第２のグリーンシート１６ａへのフェライト円板１８
のはめ込み→グランド導体層２０を印刷した第３のグリ
ーンシート→静水圧プレスという積層手順に従ってアイ
ソレータを作成する。なお、サーキュレータは、全ての
回路パターン１０３を第１のグリーンシート２９ａに形
成する以外、上記と略同様にして作成することができ
る。

【００４３】このように、この形態のアイソレータによ
れば、フェライト／セラミック複合基板１６と反対側の
第１のセラミック層２９の表面に回路パターン１０４又
は１０３が形成されているので、材料そのものの性質上
表面が凹凸しているフェライト円板１８表面上に回路パ
ターン１０４又は１０３を形成しなくても良いので、表
面の凹凸に起因する回路パターン１０４又は１０３の膜
厚のばらつき等を防止して性能の向上を図ることができ
る。

【００４４】◇第５の実施の形態 図１４は、この発明の第５の実施の形態であるアイソレ
ータの概略構成を示す断面図である。この形態のアイソ
レータでは、同図に示すように、複合基板１６と反対側
の第２のセラミック層１９の表面にグランド導体層２０
が形成されている点、及び第２のセラミック層１９に第
２の貫通穴２６が形成されてグランド導体層２０と接触
する埋込導体２７が埋め込まれている点は第２の実施の
形態と略同様であるが、複合基板１６と反対側の第１の
セラミック層３０の表面に回路パターン１０４が形成さ
れている点、及び第１のセラミック層３０に第３の貫通
穴３１が形成されて回路パターン１０４と接触する埋込
導体３２が埋め込まれている点が第２の実施の形態と大
きく異なっている。この場合、積層したときに各埋込導
体３２，２７がフェライト円板１８と隣接させて、挿入
損失を極力抑えるようにする。

【００４５】また、この形態のアイソレータの製造方法
では、全ての回路パターン１０４が形成されている図１
６（ａ）に示す第１のグリーンシート３０ａを回路パタ
ーン１０４を複合基板となる第２のグリーンシート１６
ａと反対側に向けて積層する点、図１６（ｂ）に示すよ
うに第２のグリーンシート１６ａに第１の貫通穴１７の
みを形成する点、及び第１のグリーンシート３０ａの回
路パターン１０４の円形部１３の位置に第３の貫通穴３
１を形成する点を除いて、第２の実施の形態と同様の工
程を経て作成される。すなわち、回路パターン１０４を
印刷した第１のグリーンシート３０ａ→複合基板となる
第２のグリーンシート１６ａ→静水圧プレス→第２のグ
リーンシート１６ａへのフェライト円板１８のはめ込み
→グランド導体層２０を印刷した第３のグリーンシート
→静水圧プレスという積層手順に従って複合基板型アイ
ソレータを作成する。このように、この形態のアイソレ
ータによれば、上述の第４の実施の形態で述べたと略同
様の効果を得ることができる。

【００４６】◇比較実験 次に、上記した第２乃至第５の実施の形態に従って、そ
れぞれ、図９、図１１、図１３及び図１４に示す構成の
アイソレータを作成し、アイソレータ特性を測定した。
ただし、図１１において、回路パターンとして、図９に
示すアイソレータの回路パターン１０４を用いた。Ｎ
ｏ．１乃至Ｎｏ．６の６種類の試料を作成し、これらの
各々の試料を５００個用意した。Ｎｏ．１乃至Ｎｏ．６
の試料のうち、Ｎｏ．１乃至Ｎｏ．４の試料はそれぞれ
図９、図１１、図１３及び図１４に示す構成を有し、第
２乃至第５の実施の形態の積層手順により作成したもの
である。すなわち、回路パターンを印刷した第１のグリ
ーンシート→複合基板となる第２のグリーンシート→静
水圧プレス→第２のグリーンシートへのフェライト円板
のはめ込み→グランド導体層を印刷した第３のグリーン
シート→静水圧プレスという積層手順に従って作成し
た。なお、Ｎｏ．１乃至Ｎｏ．６の試料のうち、Ｎｏ．
５及びＮｏ．６は比較試料である。Ｎｏ．５及びＮｏ．
６は、各々図９及び図１１の構成を有する。ただし、図
１１において、回路パターンとして図９に示すアイソレ
ータの回路パターン１０４を用いた。そして、上記実施
の形態とは逆の積層手順で積層したものである。すなわ
ち、グランド導体層を印刷した第３のグリーンシート→
複合基板となる第２のグリーンシート→静水圧プレス→
第２のグリーンシートへのフェライト円板のはめ込み→
回路パターンを印刷した第１のグリーンシート→静水圧
プレスという積層手順に従って作成した。

【００４７】測定は、直径１．８ｍｍ、高さ４ｍｍの最
大ＢＨ積２８ＭＧＯｅの永久磁石（図示しない）を回路
パターンの円形部上方に１００μｍ程度のギャップを設
けて配置し、図９に示すように、マイクロストリップラ
インの終端抵抗接続部を５０Ωのチップ抵抗（終端抵
抗）２４で終端して行った。動作周波数及び挿入損失の
平均値を表１に示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】以上、この発明の実施の形態を図面により
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限ら
れるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上
記実施の形態では、セラミック板及びセラミック層の材
料としてアルミナを用いているが、他の種類のセラミッ
クを用いても良い。また、回路パターンやグランド導体
層の材料として、金系又は銀系の導電膜を用いている
が、他の種類の導電膜を用いても良い。さらに、回路パ
ターンやグランド導体層の形成方法として導電ペースト
を印刷する方法を用いているが、蒸着等他の方法を用い
ても良い。また、インピーダンス調整用開口部や終端抵
抗接続用穴を第１のセラミック層に形成しているが、第
２のセラミック層及び複合基板に形成しても良い。さら
に、グリーンシートを押圧する際に、静水圧を加えてい
るが、グリーンシートの上下から圧力を加えても良い。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の形態に
よれば、グリーンシートの状態で印刷用マスクを用いて
回路パターンを印刷しているため、グリーンシートの収
縮率を考慮することなく、回路パターンの印刷用マスク
の寸法設計を行うことができる。また、フェライト円板
と回路パターンとを別々のグリーンシートに形成し、グ
リーンシートの状態で積層してフェライト円板と回路パ
ターンの位置あわせを行い、その後焼成しているので、
焼成時に、積層されたグリーンシートがともに同じ焼成
温度となり、材料組成に基づいて同じように収縮し、こ
れにより、フェライト円板と回路パターンの位置ずれを
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態であるサーキュレ
ータの概略構成を示す断面図である。

【図２】図１のＢ方向からみた同サーキュレータの構成
を示す平面図である。

【図３】同サーキュレータの入出力端子の配置を示す平
面図である。

【図４】同サーキュレータの製造方法を説明するための
図、大型グリーンシートの構成を示す平面図である。

【図５】同サーキュレータの製造方法を説明するための
説明用断面図である。

【図６】同サーキュレータの製造方法を説明するための
説明用断面図である。

【図７】（ａ）は、同サーキュレータの製造に用いられ
る第１のセラミック基板の構成を示す平面図、（ｂ）は
同じく第２のセラミック基板の構成を示す平面図であ
る。

【図８】同製造方法により作成された、パターンの位置
ずれがほとんど起きていないサーキュレータの平面図で
ある。

【図９】この発明の第２の実施の形態であるアイソレー
タの概略構成を示す平面図である。

【図１０】（ａ）は、同アイソレータの製造方法に用い
られる第１のセラミック基板の構成を示す平面図、ま
た、（ｂ）は同じく第２のセラミック基板の構成を示す
平面図である。

【図１１】この発明の第３の実施の形態であるサーキュ
レータの概略構成を示す断面図である。

【図１２】同サーキュレータの製造方法を説明するため
の説明用断面図である。

【図１３】この発明の第４の実施の形態であるアイソレ
ータの概略構成を示す断面図である。

【図１４】この発明の第５の実施の形態であるアイソレ
ータの概略構成を示す断面図である。

【図１５】図１３のＤ方向から見た平面図である。

【図１６】（ａ）は、この発明の第４の実施の形態であ
るアイソレータの製造に用いられる第１のセラミック基
板の構成を示す平面図、（ｂ）は同じく第２のセラミッ
ク基板の構成を示す平面図である。

【図１７】従来例における複合基板型サーキュレータ／
アイソレータの製造方法を説明するための説明用断面図
である。

【図１８】同サーキュレータの製造方法により作成され
た複合基板型サーキュレータで発生したパターンの位置
ずれの様子を示す平面図である。

【符号の説明】

１１，２９，３０ 第１のセラミック層 １１ａ，２９ａ，３０ａ 第１のグリーンシート １２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 入出力端子用穴 １３ 円形部（フェライト円板と隣接する部分 回
路パターン） １３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ マイクロストリ
ップライン（回路パターン） １４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 入出力端子（回
路パターン） １６ セラミック板 １６ａ 第２のグリーンシート １７ 第１の貫通穴 １８ フェライト円板 １９，２５ 第２のセラミック層 １９ａ 第３のグリーンシート ２０ グランド導体層 ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ インピーダンス調整用穴 ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ インピーダンス調整用パ
ターン ２３ 終端抵抗接続用穴 ２４ 終端抵抗 ２６ 第２の貫通穴 ２７，３２ 埋込導体層 ３１ 第３の貫通穴 １０２ 複合基板 １０３，１０４ 回路パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 芳嗣 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 生稲 一洋 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 Ｆターム(参考） 5E336 AA07 BB05 BB11 BB18 CC32 CC51 GG11 5J013 EA02 FA07

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フェライト円板がセラミック板の第１の
   貫通穴に埋め込まれてなる複合基板と、 前記フェライト円板と隣接する部分を持つ回路パターン
   を挟んで前記複合基板の一方の面に積層された第１のセ
   ラミック層と、 前記複合基板の他方の面側に形成されたグランド導体層
   とを有することを特徴とする複合基板型の非可逆回路素
   子。
2. 【請求項２】 前記複合基板型の非可逆回路素子は、さ
   らに前記複合基板と前記グランド導体層との間に第２の
   セラミック層が介在していることを特徴とする請求項１
   記載の複合基板型の非可逆回路素子。
3. 【請求項３】 前記第２のセラミック層には前記フェラ
   イト円板の直径よりも小さい直径を有し、前記フェライ
   ト円板に隣接する第２の貫通穴が形成され、かつ、該第
   ２の貫通穴に前記グランド導体層と接触する埋込導体層
   が埋め込まれていることを特徴とする請求項２記載の複
   合基板型の非可逆回路素子。
4. 【請求項４】 前記回路パターンが前記フェライト円板
   と隣接する部分から前記複合基板の端部の方に延びてそ
   の終端部に入出力端子が形成され、該入出力端子の位置
   に対応する部分の前記第１のセラミック層に入出力端子
   用穴が形成されており、該入出力端子用穴内に前記入出
   力端子が露出していることを特徴とする請求項１，２又
   は３記載の複合基板型の非可逆回路素子。
5. 【請求項５】 前記回路パターンがインピーダンス調整
   用パターンを有し、かつ、該インピーダンス調整用パタ
   ーンの位置に対応する部分の前記第１のセラミック層に
   インピーダンス調整用穴が形成されており、前記インピ
   ーダンス調整用穴内に前記インピーダンス調整用パター
   ンが露出していることを特徴とする請求項１，２，３又
   は４記載の複合基板型の非可逆回路素子。
6. 【請求項６】 前記回路パターンが終端抵抗の接続箇所
   を有し、かつ、該接続箇所の位置に対応する部分の前記
   第１のセラミック層に終端抵抗接続用穴が形成されてお
   り、該穴内に前記終端抵抗の接続箇所が露出しているこ
   とを特徴とする請求項１，２，３，４又は５記載の複合
   基板型の非可逆回路素子。
7. 【請求項７】 フェライト円板がセラミック板の第１の
   貫通穴に埋め込まれてなる複合基板と、 前記複合基板の一方の面に積層された第１のセラミック
   層と、 前記第１のセラミック層の複合基板と反対側の表面に少
   なくともその一部が前記フェライト円板の上方にくるよ
   うに形成された回路パターンと、 前記複合基板の他方の面側に形成されたグランド導体層
   とを有することを特徴とする複合基板型の非可逆回路素
   子。
8. 【請求項８】 前記複合基板型の非可逆回路素子は、さ
   らに前記複合基板と前記グランド導体層との間に第２の
   セラミック層が介在していることを特徴とする請求項７
   記載の複合基板型の非可逆回路素子。
9. 【請求項９】 前記第２のセラミック層には前記フェラ
   イト円板の直径よりも小さい直径を有し、前記フェライ
   ト円板に隣接する第２の貫通穴が形成され、かつ、該第
   ２の貫通穴に前記グランド導体層と接触する埋込導体層
   が埋め込まれていることを特徴とする請求項８記載の複
   合基板型の非可逆回路素子。
10. 【請求項１０】 前記第１のセラミック層には前記フェ
    ライト円板の直径よりも小さい直径を有し、前記フェラ
    イト円板に隣接する第３の貫通穴が形成され、かつ、該
    第３の貫通穴に前記回路パターンの一部と接触する埋込
    導体層が埋め込まれていることを特徴とする請求項７，
    ８又は９記載の複合基板型の非可逆回路素子。
11. 【請求項１１】 一方の表面に回路パターンが形成され
    た板状の第１のグリーンシートを前記回路パターンが上
    側又は下側に向くようにして置く工程と、 第１の貫通穴を備えた板状の第２のグリーンシートを、
    少なくとも前記回路パターンの一部と前記第１の貫通穴
    とが直接又は前記第１のグリーンシートを介して隣接す
    るように前記第１のグリーンシートの上に積層する工程
    と、 前記積層された第１のグリーンシートと第２のグリーン
    シートとをプレスする工程と、 前記第１のグリーンシート上に積層された前記第２のグ
    リーンシートの第１の貫通穴に焼結したフェライト円板
    を埋め込む工程と、 グランド導体層が一方の表面に形成され、前記フェライ
    ト円板よりも小さい直径の第２の貫通穴に前記グランド
    導体層と接触する埋込導体層が埋め込まれた板状の第３
    のグリーンシートを、前記グランド導体層の形成面と反
    対側の面が前記第２のグリーンシートに対面し、かつ前
    記埋込導体層が前記フェライト円板上にくるように前記
    第２のグリーンシート上に積層する工程と、 前記積層された第１のグリーンシートと第２のグリーン
    シートと第３のグリーンシートとをプレスする工程と、 前記積層された第１のグリーンシートと第２のグリーン
    シートと第３のグリーンシートとを焼成する工程とを有
    することを特徴とする複合基板型の非可逆回路素子の製
    造方法。
12. 【請求項１２】 前記積層された第１のグリーンシート
    と第２のグリーンシートとをプレスする工程、及び／又
    は、前記積層された第１のグリーンシートと第２のグリ
    ーンシートと第３のグリーンシートとをプレスする工程
    は、静水圧でプレスする工程であることを特徴とする請
    求項１１記載の複合基板型の非可逆回路素子の製造方
    法。