JP2000323904A - 高周波非可逆回路素子 - Google Patents

高周波非可逆回路素子

Info

Publication number
JP2000323904A
JP2000323904A JP12776799A JP12776799A JP2000323904A JP 2000323904 A JP2000323904 A JP 2000323904A JP 12776799 A JP12776799 A JP 12776799A JP 12776799 A JP12776799 A JP 12776799A JP 2000323904 A JP2000323904 A JP 2000323904A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
hole
circuit device
magnetic body
body component
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.)
Pending
Application number
JP12776799A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuru Furuya
充 古谷
Osamu Myoga
修 冥加
Yoshitsugu Okada
芳嗣 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP12776799A priority Critical patent/JP2000323904A/ja
Priority to DE2000121487 priority patent/DE10021487A1/de
Publication of JP2000323904A publication Critical patent/JP2000323904A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波非可逆回路素子の挿入損失を低減し、
かつ、均一性、量産性をはかる。 【解決手段】 基板1に孔をあけて、その孔に磁性体部
品を嵌め込み、基板および磁性体部品表面にマイクロス
トリップ線路を形成して非可逆回路素子を構成する。そ
の時、磁性体部品の基板面の面積に対して円形導体部直
径を小さくすることにより、挿入損失を低減し、かつ均
一な素子を量産することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波非可逆回路
素子に係り、特に通信装置、レーダ装置、計測装置、そ
の他の装置に利用される高周波非可逆回路素子であっ
て、基板に複数の回路部品を搭載又は形成して作成され
る高周波用集積回路又はマイクロ波集積回路(MIC)
による高周波非可逆回路素子に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミナ基板に焼成前の状態で孔をあ
け、この孔にフェライトを嵌め込み、焼成によりこのフ
ェライトを基板に固定する技術が、特開昭61−288
486号公報に開示されている。これはフェライトをセ
ラミック基板に取付けるための有用な技術であり、本発
明もこの技術の流れの中にあるが、この従来技術はあく
までもフェライト単体をアルミナ基板に取付ける技術で
ある。
【0003】また従来では、円形導体部直径はフェライ
ト直径と一致するもので、非可逆回路素子の特性を考慮
して、円形導体部直径をフェライト直径よりも小さくす
るとの思想には至っていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、10GHz
を越える高周波帯がさまざまな装置に利用されるように
なった。特に、60GHz帯あるいは70GHz帯に自
動車用レーダ装置あるいは距離測定装置の周波数が割当
てられることになり、この周波数帯で安定に利用できる
とともに、大量にかつ安価に、しかも均一な特性の高周
波非可逆回路素子を製造する技術が求められることにな
った。また、フェライトの技術が向上し、低損失で異方
性磁界が調整可能であり、高保磁力を有するハードフェ
ライトが利用できるようになった。
【0005】上記のように円形導体部直径がフェライト
直径と一致する素子では、フェライト加工に伴うエッジ
部の歪みや損傷およびそれらによる磁界分布の乱れ等に
よる影響が素子特性に顕著に反映されやすくなるため、
フェライト加工状態の影響を受け、特性にばらつきが生
じやすく必ずしも量産には適さない。
【0006】また、上記のように、円形導体部直径がフ
ェライト直径と一致する素子では、上記要因により挿入
損失が増大する。また、円形導体部直径がフェライト直
径に対して小さすぎるとフェライト部分に形成されるマ
イクロストリップラインの長さが長くなり、挿入損失を
増大させる。これは一般に、基板材料がフェライト材料
よりも低誘電損失特性を有するためである。従って、円
形導体部直径はフェライト直径に対して、適正な範囲に
限定される必要がある。
【0007】上記のような数十GHzの周波数帯で使用
する高周波非可逆回路素子を設計すると、その基板およ
び導体パターンのサイズはきわめて小形になる。従来の
ように円形導体部直径をフェライト直径に一致させるの
は製造上困難になるとともに、わずかなずれが電気的特
性に大きく影響を与えることになり、均一な製品を作る
には適当でなく、また再現性が悪いなどの問題があっ
た。
【0008】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、低損失な高周波非可逆回路素子を提供すること
を目的とする。また、本発明は、電気的特性が安定であ
り、かつ電気的特性を均一に製造することができる高周
波非可逆回路素子を提供することを目的とする。更に、
本発明は、量産により安価に製造することができる高周
波非可逆回路素子を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の観点は高周波非
可逆回路素子であり、誘電体基板に孔が設けられ、この
孔に、非可逆回路素子となる磁性体部品が嵌め込まれ、
その誘電体基板および非可逆回路素子用の磁性体部品の
表面に導体が形成されたことを特徴とする。この誘電体
基板は、有機材料とすることがよい。この誘電体基板の
裏面にその基板の機械的な歪みを防止する補強板を設け
ることがよい。この誘電体基板はセラミックスとするこ
ともできる。
【0010】本発明の第一の観点は、この高周波非可逆
回路素子の挿入損失の低減であり、上記非可逆回路素子
において、磁性体部品の基板面の面積に対して、その面
に形成された円形導体部分の面積が小さいことを特徴と
する。また、円形導体部直径が小さすぎるとフェライト
部分に形成されるマイクロストリップラインの長さが長
くなり、挿入損失を増大させる。従って、円形導体部直
径はフェライトの基板面の面積に対して、適正な範囲に
限定される必要がある。
【0011】また、前記磁性体部品が円柱の場合、その
直径をD、前記円形導体部直径をφとしたとき、 D−0.02 (mm)<φ<D を満たすことがよい。
【0012】基板として有機材料を用いることができ
る。
【0013】基板としてセラミック基板を用いる場合に
は、セラミック基板を焼成する前のグリーンシートの段
階でそのグリーンシートに孔を穿ち、この孔に回路部品
を嵌め、その回路部品の形状が変形する温度以下であっ
てそのグリーンシートの焼成温度以上の温度で焼成を行
いセラミック基板を形成し、そのセラミック基板の焼成
過程で、前記孔の径が収縮する性質を利用して、前記回
路部品をそのセラミック基板に固着させる。このように
して、磁性体部品を基板に一体化させることができる。
【0014】前記磁性体部品の材質はハードフェライト
とすることもでき、その場合、前記グリーンシートを焼
成する温度はそのハードフェライトが焼成される温度以
下で行われる。前記セラミック基板を焼成する温度は8
00〜1200°Cである。ハードフェライトのキュリ
ー温度は材料の種類により異なるがおよそ400〜70
0°Cである。
【0015】セラミック基板の焼成前にグリーンシート
の段階で、パンチング加工により孔を穿ち、この孔に磁
性体部品を嵌め、その後に焼成を行う。パンチング加工
により孔をあけることにより、相互の位置関係は簡単に
高い精度で製作することができる。この相互の位置関係
は、焼成による形状の収縮があることから、複数回の試
作により、それぞれの焼成後の最終形状が所望の形状に
なるように調節する。いったんこの調節ができると、同
一形状の高周波非可逆回路素子を多数製造することがで
きる。
【0016】グリーンシートにあける孔の大きさについ
ても、それぞれ焼成後に磁性体部品が適当に堅固に固着
されるように、これも複数回の試作により調節する。い
ったん調節ができると、同一形状の高周波非可逆回路素
子を多数均一に製造することができる。
【0017】磁性体部品の高さ(セラミック基板表面に
垂直な方向の長さ)は基板の厚さと同等とすることがよ
い。
【0018】グリーンシートに設ける孔の形状は円形と
し、その孔に嵌める磁性体部品の形状は、少なくともそ
の基板に接する部分では円筒形状とすることが、部品を
締めつける力が均一になることから最も望ましい。磁性
体部品の外面形状を楕円筒形状とすることも可能である
が、この場合には、最適に固着されるように繰り返し試
験を行う回数が多くなる。
【0019】グリーンシートの焼成温度は、磁性体部
品、特にハードフェライトの性質が変わらないような温
度を選ぶことが必要であるが、試験をした結果、ハード
フェライトのキュリー温度以上で焼成を行う場合にも、
焼成完了後に室温まで冷却し、ハードフェライトに磁界
を与えてふたたび磁気配列を整えることにより、所望の
特性が得られることがわかった。ハードフェライトの焼
成温度はフェライトの種類により一律ではないから、焼
成工程の温度はそれぞれの材料の性質により選択する。
焼成温度を必ずしもハードフェライトのキュリー温度以
上に設定する必要はない。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態による高周波非可逆回路素子について詳細に説明
する。 〔第1実施形態〕図1は、本発明の第1実施形態による
高周波非可逆回路素子を示す図であり、(a)は平面
図、(b)は正面図、(c)はC−C断面図である。こ
の実施形態では、その基板のサイズが大略3×3×0.
25mmであり、基板はセラミックにより形成されてい
る。基板1中央部に1個の孔があけられ、その孔には磁
性体部品2が嵌め込まれる。そしてその基板1および磁
性体部品2の表面には導体が印刷されマイクロストリッ
プ線路3となる。また、基板1の裏面には接地導体4が
形成されている。
【0021】さらに詳しくその製造工程を説明すると、
セラミック基板の焼成前のグリーンシートに、パンチン
グ加工により孔をあける。そしてその孔には円柱形状に
加工された、磁性体部品2を嵌め込む。磁性体部品2の
材料はハードフェライトである。このように回路部品を
基板のグリーンシートの状態で嵌め込み、その後、セラ
ミックの焼成が行われる。この焼成温度は、ハードフェ
ライトの焼成温度より低い温度が選ばれる。印刷マスク
を使用して、金導体ペーストを印刷し、焼き付けを行い
マイクロストリップ線路3を形成する。焼成後に空気中
で自然に冷却を行う。最後に磁性体部品2に磁界を与え
て着磁する。セラミック基板の比誘電率(εr)は約7
である。図2は、本実施形態における高周波非可逆回路
素子の作動時における磁性体部品2の磁界分布を説明す
る図である。
【0022】〔第2実施形態〕次に、本発明の第2実施
形態について説明する。本発明の第2実施形態は、有機
材料系基板を用いた高周波非可逆回路素子に関するもの
である、この高周波非可逆回路素子の製造工程を説明す
る。まず、基板に嵌め込む部品の直径より0.05〜
0.1mm程度大きい穴をあける。その穴の内壁に接着
剤を塗布し、磁性体部品を嵌め込み接着する。その後、
基板の一方の面に各部品と所望の位置関係になるように
メッキにより金属導体を形成する。基板の反対面には全
面に金属導体を形成する。
【0023】〔第3実施形態〕本発明の第3実施形態
は、有機材料系基板を用いた別の高周波非可逆回路素子
に関するものである、この高周波非可逆回路素子の製造
工程を説明する。まず、金属箔の上に磁性体部品を導電
性接着剤で貼り付け、磁性体部品を導電性接着剤もしく
は絶縁性接着剤ではり付ける。この金属箔の前記部品が
はり付けられた面と同一面上に、有機樹脂を磁性体部品
とほぼ同じ高さになるように塗布し硬化させる。その
後、この有機樹脂の表面に、各部品と所望の位置関係に
なるように、メッキにより金属導体を形成する。
【0024】〔第4実施形態〕本発明の第4実施形態
は、有機材料系基板を用いたさらに別の高周波非可逆回
路素子に関するものである、この高周波非可逆回路素子
の製造工程を説明する。まず、基板に嵌め込む部品の直
径より0.05〜0.1mm程度大きい直径の穴をあけ
る。一方金属箔の上に磁性体部品を導電性接着剤でもし
くは絶縁性接着剤で貼り付ける。この金属箔にはり付け
られた部品を基板の穴に挿入し、金属箔を基板表面に接
着剤で接着する。その後、前記金属箔を接着した面とは
基板の反対面に、各部品と所望の位置関係になるように
金属導体をメッキにより形成する。
【0025】上記実施形態において、誘電体基板として
ガラスセラミックスを、磁性体部品としてNi−Zn系
フェライト材料を使用したものについて、1ポートを終
端してアイソレータとし、その挿入損失を評価した値を
まとめたのが図3である。図3は、挿入損失を評価した
値の一覧を示す図表である。図3より、記号「*」を付
したものでは挿入損失が増大し実用的でない。よって、
これらのものは用いない方が好ましい。
【0026】以上、本発明の実施形態について説明し
た。上記実施形態は10GHzを越える高周波用の回路
に利用することをねらって開発されたものであるが、利
用周波数を限定するものではなく、10GHz以下の周
波数帯の回路にも利用することができる。
【0027】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、基板に孔あけすることにより磁性体部品とを一つの
回路基板の上に高い機械的な精度で集積化して構成する
ことができる。数十GHzの周波数領域で、低損失で特
性の均一な高周波非可逆回路素子を大量に製造すること
ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態による高周波非可逆回
路素子を示す図である。
【図2】 第1実施形態における高周波非可逆回路素子
の作動時における磁性体部品2の磁界分布を説明する図
である。
【図3】 挿入損失を評価した値の一覧を示す図表であ
る。
【符号の説明】
1 基板 2 磁性体部品 3 マイクロストリップ線路 4 接地導体
───────────────────────────────────────────────────── 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 Fターム(参考) 5J013 GA03

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体基板に孔が設けられ、この孔に、
    非可逆回路素子となる磁性体部品が嵌め込まれ、その誘
    電体基板および磁性体部品の表面に導体が形成されたこ
    とを特徴とする高周波非可逆回路素子であって、 前記磁性体部品が円柱の場合、その直径をD (mm)、前
    記円形導体部直径をφ(mm)としたとき、 D−0.02 (mm)<φ<D を満たすことを特徴とする高周波非可逆回路素子。
  2. 【請求項2】 前記誘電体基板は、セラミックスである
    ことを特徴とする請求項1記載の高周波非可逆回路素
    子。
  3. 【請求項3】 前記誘電体基板は、有機材料であること
    を特徴とする請求項1記載の高周波非可逆回路素子。
  4. 【請求項4】 前記誘電体基板の裏面にその基板の機械
    的な歪みを防止する補強板が設けられたことを特徴とす
    る請求項3記載の高周波非可逆回路素子。
  5. 【請求項5】 前記磁性体部品の材料はハードフェライ
    トであることを特徴とする請求項1記載の高周波非可逆
    回路素子。
JP12776799A 1999-05-07 1999-05-07 高周波非可逆回路素子 Pending JP2000323904A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12776799A JP2000323904A (ja) 1999-05-07 1999-05-07 高周波非可逆回路素子
DE2000121487 DE10021487A1 (de) 1999-05-07 2000-05-03 Nicht-reziprokes Hochfrequenz-Schaltkreiselement mit geringem Einfügungsverlust und hoher Zuverlässigkeit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12776799A JP2000323904A (ja) 1999-05-07 1999-05-07 高周波非可逆回路素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000323904A true JP2000323904A (ja) 2000-11-24

Family

ID=14968200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12776799A Pending JP2000323904A (ja) 1999-05-07 1999-05-07 高周波非可逆回路素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000323904A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012249174A (ja) * 2011-05-30 2012-12-13 Soshin Electric Co Ltd 非可逆回路素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012249174A (ja) * 2011-05-30 2012-12-13 Soshin Electric Co Ltd 非可逆回路素子

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6504444B1 (en) High frequency integrated circuit including an isolator and dielectric filter
JP2006521073A (ja) 小型rfストリップ線路線形位相フィルタ
CN110581332A (zh) 基于m型六角铁氧体纳米线阵列的自偏置毫米波环行器
CN217507618U (zh) 滤波器部件
JP3173590B2 (ja) 高周波非可逆回路素子およびその製造方法
CN208208947U (zh) 小型化siw表贴式环行器
CN110571503A (zh) 一种微带环行器、隔离器及t/r组件
JP2000323904A (ja) 高周波非可逆回路素子
CN210040492U (zh) 一种微带环行器、隔离器及t/r组件
JP3075237B2 (ja) 高周波濾波器およびその周波数特性の調整方法
CN108631033B (zh) 小型化siw表贴式环行器
US4258339A (en) Lumped circuit circulator with adjustable band widening circuit
US8022783B2 (en) Non-reciprocal circuit element
JP2000323905A (ja) 高周波非可逆回路素子
US7522013B2 (en) Non-reciprocal circuit device
Jakob et al. WR12 to planar transmission line transition on organic substrate
US20020005769A1 (en) Filter element and fabrication thereof
JP2003283216A (ja) 高周波非可逆回路素子
KR100768917B1 (ko) 페놀pcb 제조방법
CN222015660U (zh) 一种超带宽环行器
CN113381151B (zh) 一种小型化微带环行器电路及由该电路组成的环行器
Crute et al. Loss characteristics of high-/spl epsiv//sub r/microstrip lines fabricated by an etchable thick-film on ceramic MCM technology
JPH0635522Y2 (ja) 誘電体フィルタ
JP2606964Y2 (ja) 集中定数形サーキュレータ
JP2998947B2 (ja) マイクロ波回路用パッケージ

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020326