专利名称：：不可逆电路元件的制作方法
技术领域：
：本发明涉及不可逆电路元件，尤其涉及一种能够在微波波段中使用的隔离器或循环器等不可逆电路元件。
背景技术：
：以往，隔离器与循环器等不可逆电路元件具有只在预先确定的特定方向传送信号而在相反方向不传送信号的特性。利用该特性，例如隔离器被使用在汽车电话、移动电话等移动体通信设备的发送电路部。作为这种不可逆电路元件，例如公知有专利文献l所记载的元件。该不可逆电路元件是由铁氧体、永久磁铁、电路基板和轭构成的双端口型隔离器，在铁氧体中，第一及第二中心电极被配置成相互绝缘、处于交叉的状态。例如图10所示(图IO与专利文献I所记载的内容稍有不同，是为了容易和本申请发明进行对照而作为现有例描绘的图，不是公知的)，在铁氧体32的上下表面32c、32d上形成有电极35c35e、36i36p，就第一及第二主面32a、32b而言，在各主面32a、32b上形成有第一中心电极35的导体膜35a、35b，并且在其上隔着绝缘膜37、38形成有第二中心导体36的导体膜36a36h。导体膜35a、35b借助电极35c连接而构成第一中心电极35，其一端与电极(A端子)35d连接，另一端与电极(B端子)35e连接。导体膜36a36h借助电极36i36k、36m36p被连接，构成第二中心电极36，其一端与电极(B端子)35e连接，另一端与电极(GND)361连接。在上述的隔离器中，为了获得输入阻抗的匹配、减小插入损失，如图ll所示，需要使第一及第二中心电极35、36分别以规定的角度ei、92交叉。虽然为了使插入损失最小必须考虑各种条件，但需要将交叉角度e1、92减小到一定值以下。但是，对于所述第一及第二中心电极35、36而言，由于第一中心电极35的导体膜35a、35b形成得比第二中心电极36的导体膜36a36h更靠内侧，所以，如果减小上述交叉角度e1、92，则如图12所示，导体膜35a、35b与电极36p、35e、36i的各自间隙G1G4会减小，将产生短路不良。因此，如果设置足够的间隙G1G4，则铁氧体32的纵(短边)方向的尺寸变大，会对隔离器的小型化、低背化造成障碍。即，在该方式中，难以兼顾交叉角度e1、e2的减小(输入阻抗的匹配及低插入损失化)、和间隙G1G4的确保。由此，无法实现元件的小型化及低背化。并且，由于动作频率越高就越需要减小交叉角度ei、92，所以，目前的情况是尤其对lGHz以上的高频无法实现充分的对应。专利文献l:特幵2006—135419号公报
发明内容鉴于此，本发明的目的在于，提供一种没有招致高背化、大型化并能够减小中心电极的交叉角度且降低插入损失的不可逆电路元件。为了实现上述目的，本发明的不可逆电路元件具备永久磁铁；被所述永久磁铁施加直流磁场的长方体形状的铁氧体；由在所述铁氧体的包括长边的第一及第二主面上以近似在对角线上且近似平行的方式配置的导体膜构成，一端与输入端口电连接而另一端与输出端口电连接的第一中心电极；与第一中心电极以电绝缘状态交叉，由在所述铁氧体的第一及第二主面上以沿着短边方向巻绕状态配置的导体膜构成，一端与输出端口电连接而另一端与接地端口电连接的第二中心电极；电连接在输入端口与输出端口之间的第一匹配电容；电连接在输出端口与接地端口之间的第二匹配电容；电连接在输入端口与接地端口之间的第三匹配电容；电连接在输入端口与输出端口之间的电阻；和表面形成有端子电极的电路基板；铁氧体和永久磁铁构成自铁氧体的第一主面侧及第二主面侧被一对永久磁铁夹持的铁氧体磁铁组合体，所述铁氧体磁铁组合体沿其第一及第二主面相对该电路基板的表面为垂直的方向被配置在所述电路基板上，在铁氧体的第一主面和第二主面的任意一方，在第二中心电极的导体膜上隔着绝缘膜形成有第一中心电极的导体膜。本发明的不可逆电路元件中，由于在铁氧体的第一主面和第二主面任意一方，在第二中心电极的导体膜上隔着绝缘膜形成有第一中心电极的导体膜，所以，该导体膜与形成在铁氧体的连接/中继用电极借助绝缘膜不会发生短路不良，两者的间隙减小也可。这意味着第一中心电极的导体膜能够以比较自由的角度、即在没有招致铁氧体的高背化、元件的大型化且第一及第二中心电极的交叉角度减小的状态下被形成在铁氧体的主面，从而可以实现与输入阻抗的匹配及低插入损失化。本发明的不可逆电路元件中，在所述铁氧体的与第一及第二主面正交的上表面及下表面，形成有面对该第一及第二主面的凹部，在该凹部中设置有导体，所述第一中心导体的导体膜借助在铁氧体的上表面的凹部中设置的导体被电连接，所述第二中心电极的导体膜借助在铁氧体的上下表面的凹部中设置的导体被电连接。通过在铁氧体上缠绕多圈第二中心电极，来提高第一及第二中心电极的耦合度。而且，本实施方式的不可逆电路元件中，就第一中心电极的一端与设置在铁氧体的连接用电极相连接的第一主面而言，在该第一主面上形成第二中心电极的导体膜，在其上隔着绝缘膜形成有第一中心电极的导体膜，就第一中心电极的另一端及第二中心电极的一端与设置在铁氧体的连接用电极相连接的第二主面而言，在该第二主面上形成第一中心电极的导体膜，在其上隔着绝缘膜形成有第二中心电极的导体膜。或者，就第一中心电极的一端与设置在铁氧体的连接用电极连接的第一主面而言，在该第一主面上形成第一中心电极的导体膜，在其上隔着绝缘膜形成有第二中心电极的导体膜，就第一中心电极的另一端及第二中心电极的一端与设置在铁氧体的连接用电极连接的第二主面而言，在该第二主面上形成第二中心电极的导体膜，在其上隔着绝缘膜形成有第一中心电极的导体膜。在上述前者的方式中，由于第一中心电极比较长且阻抗大的导体膜的交叉角度变小，所以，对插入损失降低赋予的效果大，容易获得与输入阻抗的匹配，有利于元件的小型化、低背化及高频对策。发明效果根据本发明，由于在铁氧体的第一主面和第二主面的任意一方，在第二中心电极的导体膜上隔着绝缘膜形成有第一中心电极的导体膜，所以，可以减小该导体膜与形成在铁氧体的连接/中继用电极的间隙，不会导致铁氧体的高背化、元件的大型化，并且，可以减小第一及第二中心电极的交叉角度，实现与输入阻抗的匹配及低插入损失化。图l是表示本发明所涉及的不可逆电路元件(双端口型隔离器)的一个实施例的分解立体图。图2是双端口型隔离器的等效电路图。图3是铁氧体的立体图。图4是表示在铁氧体的主面形成的中心电极的第一例的分解立体图。图5是表示在铁氧体的主面形成的中心电极的第二例的分解立体图。图6是表示所述第一例中的铁氧体的第一主面的主视图。图7是表示所述第二例中的铁氧体的第二主面的主视图。图8是表示第一及第二中心电极的最佳交叉角度的曲线。图9是表示本发明例与比较例的插入损失的曲线。图IO是表示在铁氧体的主面形成的中心电极的现有例的分解立体图。图11是表示上述现有例中的第一及第二中心电极的交叉角度的主视图。图12是表示上述现有例中的第一中心电极的导体膜与电极的位置关系的主视图。具体实施例方式下面，参照附图对本发明所涉及的不可逆电路元件的实施例进行说明。图1表示本发明所涉及的不可逆电路元件的一个实施例即双端口型隔离器的分解立体图。该双端口型隔离器是集总常数型隔离器，大致由形成有电磁屏蔽膜11的树脂基板10、软铁制的环状轭9、电路基板20、和由铁氧体32与一对永久磁铁41形成的铁氧体磁铁组合体30构成。其中，图1中赋予了斜线的部分是导电体。铁氧体32中，如以下的图4(第一例)、图5(第二例)所示，在第一主面32a、第二主面32b形成有相互电绝缘的第一中心电极35及第二中心电极36，该构造将在后面详细叙述。这里，铁氧体32成为具有相互平行的第一主面32a及第二主面32b的长方体形状，具有上表面32c、下表面32d。而且，永久磁铁41按照对铁氧体32的主面32a、32b沿着与该主面32a、32b垂直的方向施加磁场的方式例如介由环氧系粘结剂粘接于主面32a、32b，形成了铁氧体磁铁组合体30。永久磁铁41的主面与铁氧体32的主面32a、32b是相同的尺寸，按照彼此外形一致的方式使各自的主面彼此对置配置。电路基板20是在多枚电介质板上层叠形成规定的电极、且经烧结的层叠型基板，在其内部如等效电路的图2所示那样内置有匹配用电容器Cl、C2、Csl、Cs2、CA、终端电阻R。而且，在上表面形成有端子电极25a、25b、25c，在下表面形成有外部连接用端子电极26、27、28。(中心电极的第一例，参照图4)对于第一及第二中心电极35、36，图4表示第一例，图5表示第二例。首先，对第一例进行说明，如图4所示，第一中心电极35由导体膜35a、35b构成，该导体膜35a、35b通过在铁氧体32的上表面32c形成的电极35被电连接。第二中心电极36由导体膜36a36h构成，该导体膜36a36h通过在铁氧体32的上下表面32c、32d形成的电极36i36p被电连接。艮口，在铁氧体32的第一主面32a中，第二中心电极36的导体膜36b、36d、36f、36h沿垂直方向形成在该第一主面32a上，在其上按照隔着绝缘膜37使第一中心电极35的导体膜35a与导体膜36b、36d、36f、36h处于绝缘状态的方式、以规定的角度交叉形成有第一中心电极35的导体膜35a。在铁氧体32的第二主面32b，第一中心电极35的导体膜35b沿着近似水平方向形成，在其上按照隔着绝缘膜38使第二中心电极36的导体膜36a、36c、36e、36g与导体膜35b处于绝缘状态的方式、以规定的角度交叉形成有第二中心电极36的导体膜36a、36c、36e、36g。第一及第二中心电极35、36与各种电极可以通过印刷、转印、光刻等方法形成为银或银合金的厚膜或薄膜。可以使用玻璃或氧化铝等的电介质厚膜、聚酰亚胺等树脂膜等作为绝缘膜37、38。它们也可以通过印刷、转印、光刻等方法形成。本实施方式中，第二中心电极36在铁氧体32上以螺旋状巻绕4圈。其中，可以将中心电极36分别横切一次第一或第二主面32a、32b的状态设为0.5圈来计算圈数。并且，可以根据需要设定中心电极35、36的交叉角，来调整输入阻抗与插入损失。而且，电极35c35e、36i36p如图3所示，通过在铁氧体32的上下表面32c、32d形成的凹部39中涂敷或填充银、银合金、铜、铜合金等电极用导体而形成。这种电极例如通过在母铁氧体基板上预先形成通孔并在利用电极用导体填充了该通孔之后且在分割通孔的位置进行切割而形成。另外，电极也可以作为导体膜形成于凹部39。(中心电极的第二例，参照图5)接着，关于第一及第二中心电极35、36的第二例，针对其与上述第一例的不同点进行说明，如图5所示，在铁氧体32的第一主面32a,第一中心电极35的导体膜35a近似沿着平行方向形成在该第一主面32a上，在其上隔着绝缘膜37以绝缘状态沿着垂直方向形成有第二中心电极36的导体膜36b、36d、36f、36h。在铁氧体32的第二主面32b，第二中心电极36的导体膜36a、36c、36e、36g以规定的角度形成在该第二主面32b上，在其上按照隔着绝缘膜38与导体膜36a、36c、36e、36g处于绝缘状态的方式以规定的角度交叉形成有第一中心电极35的导体膜35b。在上述第一例及第二例中，匹配用电路元件与第一及第二中心电极35、36的连接关系如图2的等效电路所示。即，在电路基板20的下表面形成的外部连接用端子电极26作为输入端口Pl发挥功能，该端子电极26借助匹配用电容器Csl与匹配用电容器Cl和终端电阻R相连接。而且，该电极26借助在电路基板20的上表面形成的端子电极25a及在铁氧体32的下表面32d形成的电极(A端子)35d，与第一中心电极35(导体膜35a)的一端连接。第一中心电极35(导体膜35b)的另一端及第二中心电极36(导体膜36a)的一端，借助在铁氧体32的下表面32d形成的电极(B端子)35e及在电路基板20的上表面形成的端子电极25b，与终端电阻R及电容器Cl、C2连接，并且，借助电容器Cs2与在电路基板20的下表面形成的外部连接用端子电极27连接。该电极27作为输出端口P2发挥功能。第二中心电极36(导体膜36h)的另一端借助在铁氧体32的下表面32d形成的电极361及在电路基板20的上表面形成的端子电极25c，与电容器C2及在电路基板20的下表面形成的外部连接用端子电极28连接。该电极28作为接地端口P3发挥功能。而且，在A端子与接地端口P3之间连接着电容器CA。所述铁氧体磁铁组合体30被载置于电路基板20上，铁氧体32的下表面32d的各种电极与电路基板20上的端子电极25a、25b、25c通过回流焊接而被一体化，并且，永久磁铁41的下表面通过粘结剂被一体形成在电路基板20上。在由以上结构构成的双端口型隔离器中，由于第一中心电极35的一端与输入端口Pl连接，另一端与输出端口P2连接，第二中心电极36的一端与输出端口P2连接，另一端与接地端口P3连接，所以，可形成插入损失小的双端口型集总常数型隔离器。并且，在动作时，第二中心电极36中流动大的高频电流，第一中心电极35中几乎不流动高频电流。因此，由第一中心电极35及第二中心电极36生成的高频磁场的方向通过第二中心电极36的配置来决定。通过决定高频磁场的方向，容易实现进一步降低插入损失的对策。这里，电容器C1与第一中心电极35(Ll)共同构成并联谐振电路，电容器C2与第二中心电极36(L2)共同构成并联谐振电路，按照它们的谐振频率与隔离器的动作频率一致的方式调整电容值。电容器Csl匹配输入阻抗的虚部，电容器Cs2匹配输出阻抗的虚部。另外，也可以省略Csl、Cs2。电容器CA与中心电极35、36的交叉角度一同匹配输入阻抗的实部。在该隔离器中，通过铁氧体磁铁组合体30利用粘结剂将铁氧体32与一对永久磁铁41一体化，形成了机械结构上稳定、不会随着振动或撞击而变形、破损的牢固的隔离器。在该隔离器中，为了取得输入阻抗的匹配，减小插入损失，需要以规定的交叉角度e1、92(参照图6及图7)使第一及第二中心电极35、36交叉。交叉角度ei、92与插入损失的关系的一个例子如下述表1所示。[表l]<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>并且，在图10所示的现有例中，由于在第二中心电极36的内侧配置了第一中心电极35，所以，如图12中所说明那样，难以兼顾间隙GlG4的确保和交叉角度e1、62的减小。与之相对，上述第一例(参照图4)中，在第一中心电极35的一端与设置于铁氧体32的电极(A端子)35d连接的第一主面32a，将第二中心电极36的导体膜36b、36d、36f、36h隔着绝缘膜37形成在第一中心电极35的导体膜35a的内侧。由此，即使图12(A)所示的间隙G3、G4减小，也没有导体膜35a与电极35e、36p发生短路之虞(参照图6)，可以减小交叉角度ei，能够取得输入阻抗的匹配，从而减小插入损失。换言之，不会增大铁氧体32的高度，无损于隔离器的低背化。而且，上述第二例(参照图5)中，在第一中心电极35的另一端及第二中心电极36的一端与设置于铁氧体32的电极(B端子)35e连接的第二主面32b，将第二中心电极36的导体膜36a、36c、36e、36g隔着绝缘膜38形成在第一中心电极35的导体膜35b的内侧。由此，即使图12(B)所示的间隙G1、G2减小，也没有导体膜35b与电极36p、36i发生短路之虞(参照图7)，可以减小交叉角度62，能够取得输入阻抗的匹配，从而降低插入损失。换言之，不会增大铁氧体32的高度，无损于隔离器的低背化。图8表示匹配电容值CA与最佳的交叉角度ei、92的关系，在为了防止短路而无法将角度e1设为85°以下且无法将角度e2设为56°以下的情况下，电容值CA就成为不能实现的值。但是，根据第一例，可以使角度61小于85°;或根据第二例，可以使角度92小于56°,因此，电容值CA成为可实现的值，能够得到插入损失小的隔离器。另外，当铁氧体32的第一及第二主面32a、32b都将第二中心电极36形成在第一中心电极35的内侧时，在第一及第二主面32a、32b任意一个，第一中心电极35的导体膜35a、35b的设计自由度都增大，具有可容易取得输入阻抗的匹配的优点。但是，由于第二中心电极36的巻绕直径变小使得其Q值减小、插入损失增大，因此不优选。图9表示铁氧体32的第一及第二主面32a、32b都将第二中心电极36形成在第一中心电极35的内侧的情况(比较例)、与本发明的插入损失的比较。在图9中，特性曲线A表示本发明(第一例及第二例)，特性曲线B表示比较例。具体而言，824849MHz波段区域内的插入损失的最差值，在本发明中为0.47dB，在比较例中为0.53dB。这里，如果对上述第一例及第二例进行比较，则由于在第一例中第一中心电极35比较长，阻抗大的导体膜35a的交叉角度el变小，所以，对插入损失降低赋予的效果大，容易取得与输入阻抗的匹配，有利于低背化、小型化及高频对策。而且，在该隔离器中，电路基板20是多层电介质基板。由此，可以在内部内置电容器或电阻等的电路网，实现隔离器的小型化、薄型化，由于能够在基板内进行电路元件之间的连接，所以可期待可靠性的提高。当然，电路基板20不一定必须是多层的，也可以是单层，还可以将匹配用电容器等外置作为芯片型。(其他的实施例)另外，本发明所涉及的不可逆电路元件不限定于上述实施例，能够在其主旨的范围内进行各种变更。例如，使永久磁铁41的N极和S极反转，切换输入端口Pl和输出端口P2。而且，第一及第二中心电极35、36的形状也能够多样变更。例如，第一中心电极35可以在铁氧体32的主面32a、32b上分支为2个。并且，第二中心电极36只要巻绕一圈以上即可。工业上的可利用性综上所述，本发明在不可逆电路元件中有用，尤其在能够没有招致高背化、大型化并减小中心电极的交叉角度且实现插入损失的降低的方面是优异的。权利要求1、一种不可逆电路元件，具备永久磁铁；被所述永久磁铁施加直流磁场的长方体形状的铁氧体；由在所述铁氧体的包括其长边的第一及第二主面上以近似在对角线上且近似平行的方式配置的导体膜构成，一端与输入端口电连接而另一端与输出端口电连接的第一中心电极；与第一中心电极以电绝缘状态交叉，由在所述铁氧体的第一及第二主面上以沿着短边方向卷绕状态配置的导体膜构成，一端与输出端口电连接而另一端与接地端口电连接的第二中心电极；电连接在输入端口与输出端口之间的第一匹配电容；电连接在输出端口与接地端口之间的第二匹配电容；电连接在输入端口与接地端口之间的第三匹配电容；电连接在输入端口与输出端口之间的电阻；和表面形成有端子电极的电路基板；铁氧体和永久磁铁构成自铁氧体的第一主面侧及第二主面侧被一对永久磁铁夹持的铁氧体磁铁组合体，所述铁氧体磁铁组合体沿其第一及第二主面相对该电路基板的表面为垂直的方向被配置在所述电路基板上，在铁氧体的第一主面和第二主面的任意一方，在第二中心电极的导体膜上隔着绝缘膜形成有第一中心电极的导体膜。2、根据权利要求1所述的不可逆电路元件，其特征在于，在所述铁氧体的与第一及第二主面正交的上表面及下表面，形成有与该第一及第二主面面对的凹部，在该凹部中设置有导体，所述第一中心导体的导体膜借助在铁氧体的上表面的凹部中设置的导体被电连接，所述第二中心电极的导体膜借助在铁氧体的上下表面的凹部中设置的导体被电连接。3、根据权利要求1或2所述的不可逆电路元件，其特征在于，对于第一中心电极的一端与铁氧体上设置的连接用电极连接的第一主面，在该第一主面上形成第二中心电极的导体膜，在其上隔着绝缘膜形成有第一中心电极的导体膜，对于第一中心电极的另一端及第二中心电极的一端与铁氧体上设置的连接用电极连接的第二主面，在该第二主面上形成第一中心电极的导体膜，在其上隔着绝缘膜形成有第二中心电极的导体膜。4、根据权利要求1或2所述的不可逆电路元件，其特征在于，对于第一中心电极的一端与铁氧体上设置的连接用电极连接的第一主面，在该第一主面上形成第一中心电极的导体膜，在其上隔着绝缘膜形成有第二中心电极的导体膜，对于第一中心电极的另一端及第二中心电极的一端与铁氧体上设置的连接用电极连接的第二面，在该第二主面上形成第二中心电极的导体膜，在其上隔着绝缘膜形成有第一中心电极的导体膜。全文摘要一种不可逆电路元件，具备被永久磁铁施加直流磁场的铁氧体(32)、配置于铁氧体(32)的中心电极(35、36)、和电路基板。中心电极(35)由导体膜(35a、35b)形成，中心电极(36)由导体膜(36a～36h)形成。在铁氧体(32)的主面(32a)上形成有中心电极(36)的导体膜(36b)、(36d)、(36f)、(36h)，在其上隔着绝缘膜(37)形成有中心电极(35)的导体膜(35a)。而且，在主面(32b)上形成有中心电极(35)的导体膜(35b)，在其上隔着绝缘膜(38)形成有中心电极(36)的导体膜(36a)、(36c)、(36e)、(36g)。由此，可得到一种没有招致高背化、大型化并能够减小中心电极的交叉角度且降低插入损失的不可逆电路元件。文档编号H01P1/36GK101361220SQ20078000152公开日2009年2月4日申请日期2007年11月7日优先权日2007年1月18日发明者日野圣吾申请人:株式会社村田制作所