非可逆電路裝置和裝有該裝置的通信設備的製作方法
2023-09-22 06:15:10
專利名稱：非可逆電路裝置和裝有該裝置的通信設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及非可逆電路裝置，例如包含微波波段的高頻波段中使用的隔離器和環型器，和本發明還涉及裝有該裝置的通信設備。
近來，在例如蜂窩電話之類利用設備小型化的移動通信設備中，降低成本的要求已經強烈。結果，也已經強烈要求降低非可逆電路裝置的尺寸和生產成本。為滿足這些對小型化和降低成本的要求，日本專利申請第9-252207號中本發明的受讓人提供了一種非可逆電路裝置。作為隔離器的該非可逆電路裝置具有一種結構，其中一個單片型電容被用作匹配電容，該電容與安裝表面垂直地安放。即，隔離器具有其中電容被垂直安放的結構。
如
圖10所示，在該隔離器中，一個永磁體3被安放在上軛2的內表面上，該上軛與一個下軛8裝配形成封閉磁路。端子外殼7被安放在下軛8內的底表面上。在端子外殼7內安置了一個磁性組件15，三個匹配電容C1到C3，和一個端接電阻R。永磁體3對磁性組件15施加一個DC磁場。
在磁性組件15中，三個中心導體51到53相互電絕緣並在鐵氧體片55上表面上交叉。在每個中心導體51到53的一端上形成的埠P1到P3被彎曲90度，而在三個中心導體51到53的另一個端上公共接地板54與鐵氧體片55的底表面相鄰。在圖11所示的展開圖中，中心導體51到53通過集中到一個中心區而相互連接，該中心區等效於接地板54，中心導體51到53從該區向外伸展。基本上覆蓋了鐵氧體片55底表面的接地板54與下軛8的底板8b通過端子外殼7的穿孔7C連接。
在端子外殼7中，輸入／輸出端子71和72和接地端子73以嵌模形成。每個端子71到73的一端暴露在端子外殼7的外側，其另一端暴露在端子外殼7的內側壁上。匹配電容C1到C3以如下方式安置在端子外殼7的內側壁上，即匹配電容C1到C3的電極表面相對於鐵氧體片55的上和下主要表面成90度。中心導體51到53的埠P1到P3與匹配電容C1到C3的高電位側電極連接。此外，埠P1到P3與暴露在端子外殼7內側壁上的輸入／輸出端子71和72連接。匹配電容C1到C3的低電位側電極與暴露在端子外殼7內側壁上的接地端子73連接。端接電阻R的一端與匹配電容C3的高電位側電極連接，其另一端與接地端子73連接。這些元件通過焊接電連接。
在上述常規隔離器中，磁性組件15被裝配在端子外殼7中之後，匹配電容C1到C3必須插在端子外殼7內側壁上的埠P1到P3與接地端子73之間，同時匹配電容C1到C3垂直站立。此外，匹配電容C1到C3的電極需要通過焊接連接到埠P1到P3和接地端子73。
可是，由於隔離器和構成隔離器元件的小型化，將小匹配電容C1到C3插入到埠P1到P3與端子外殼7之間如此窄的空間很困難並耗時。另外，由於中心導體51到53的埠P1到P3需要預先彎曲成直角，P1到P3彎曲角度的改變會導致埠P1到P3與匹配電容C1到C3的不牢固焊接。另外，由於改變發生在磁性組件15被裝配的狀態，埠P1到P3與接地端子73之間的距離也會改變，具有將埠P1到P3穩定焊接到匹配電容C1到C3的結果。另外，隨著在焊接過程中流出的焊劑，匹配電容C1到C3的高電位側電極與其低電位側電極短路，由此引起輸出減少。
因此，本發明的目的是提供一個高可靠的非可逆電路裝置，可以容易將匹配電容裝配進來，並提供使用該裝置的通信設備。
為此，按照本發明的一個方面，提供了一個非可逆電路裝置包括一個鐵氧體片，該鐵氧體片具有第一主要表面和第二主要表面，該鐵氧體片適合接收由永磁體施加的DC磁場；一個導電板製造的接地板；多個從接地板整體延伸出的中心導體，每個中心導體的一個端部限定一個埠；多個從接地板整體延伸出的電容連接端子；和多個匹配電容，每個具有在其主要表面上形成的電極；其中接地板與鐵氧體片第二主要表面相鄰，而多個中心導體相互電絕緣同時沿鐵氧體片的側表面延伸並在鐵氧體片第一主要表面上相互交叉；多個匹配電容被安置在中心導體埠與多個電容連接端子之間以將埠與端子電連接；和至少匹配電容之一被以如下方式安置，即其電極表面相對於鐵氧體片主要表面之一限定從60度到120度的角度。
在上述設計中，匹配電容連接到中心導體與同安置在鐵氧體片上的中心導體一起整體安置的電容連接端子之間。結果，與中心導體和鐵氧體片集成的匹配電容被當作單一單元的一部分。該設計允許方便地裝配匹配電容。
另外，上面的非可逆電路裝置可以進一步包括一個隔絕體，用於防止與多個電容連接端子與多個匹配電容連接處和多個中心導體的每個埠處附近安放的每個零件的焊劑外流。利用該設計，由於例如當焊接匹配電容時控制了焊劑外流，防止了匹配電容的高電位電極和其低電位電極短路。
另外，上述非可逆電路裝置可以進一步包括一個絕緣體，用於防止在中心導體靠近匹配電容處的每個零件上產生短路。利用該設計，即使當由於外力或組件的變形使中心導體與匹配電容接觸時中心導體也不與匹配電容短路。
此外，按照本發明的另一個方面，提供了一個通信設備，包括上述的非可逆電路裝置。本發明的通信設備可以以低成本產生而具有高可靠性。
圖1表示按照本發明第一實施例的隔離器分解透視圖；圖2表示按照第一實施例中心導體的分解圖；圖3表示按照第一實施例的中心導體組件正視圖；圖4表示按照第一實施例中心導體組件的平面圖；圖5表示按照第一實施例裝配在中心導體組件內的匹配電容；圖6表示按照第一實施例的隔離器的內部結構圖；圖7表示按照本發明第二實施例的中心導體組件的正視圖；圖8表示按照第二實施例的中心導體的平面圖；圖9表示按照本發明第三實施例的通信設備的方框圖；圖10表示常規非可逆電路裝置的分解透視圖；圖11表示常規中心導體展開圖；圖12表示按照另一個實施例的中心導體組件的正視圖；圖13表示按照另一個實施例的中心導體組件正視圖；圖14是表示由匹配電容限定角度範圍的中心導體組件正視圖；圖15A表示按照另一個實施例的中心導體組件平面圖，和圖15B表示圖15A所示中心導體組件的正視圖；參照圖1到6將給出對按照本發明第一實施例的隔離器結構的說明。
如圖1所示，在第一實施例的隔離器中，一個永磁體3被安置在由磁性金屬盒形成的上軛2的內表面上。上軛2與基本上U型磁性金屬製造的下軛8裝配形成封閉磁路。一個樹脂端子外殼7被安置在下軛8的底板8B上，而端子外殼7的內部安置了一個中心導體組件5和一個端接電阻R。永磁體3在中心導體組件5上施加一個DC磁場。作為圖1中端子外殼7下表面的端子外殼7的底板被用作安裝表面。利用該設計，第一實施例的隔離器被表面安裝在構成移動通信設備例如蜂窩電話內發射／接收電路部分的基板上。
用於該實施例的每個中心導體51，52和53是通過衝壓金屬導體片形成的。如圖2的展開圖所示，中心導體51，52和53被集成在作為公共接地端的接地板54上並從接地板54向外伸展。以適合於連接其它零件的設計形成在中心導體51到53的端部上的埠P1到P3。另外，延伸到接地板54的電容連接端子54A，54B和54C被集成到上述結構內。電容連接端子54A，54B和54C從接地板54向外延伸出。電容連接端子54A，54B和54C具有適合於連接匹配電容C1，C2和C3的設計。接地板54具有基本上與鐵氧體片55底表面相同的設計。
如圖3和4所示，在矩形鐵氧體片55的上表面(第一主要表面)上，三個中心導體51到53通過絕緣薄片以基本上120度的角度相互交叉，以便形成中心導體組件5。在中心導體51到53端部上的埠P1到P3被彎曲90度，而接地板54與中心導體51到53剩餘端部一起鄰近鐵氧體片55的下表面(第二主要表面)。電容連接端子54A到54C與中心導體51到53的埠P1到P3平行豎立。接地板54通過接地的端子外殼穿孔7C連接到下軛8的底板上。
匹配電容C1到C3是單片型電容，每個具有形成在電介質基片每個主要表面上的一個電極。匹配電容C1到C3的高電位側電極通過焊接連接到埠P1到P3，而其低電位側電極通過焊接連接到電容連接端子54A，54B和54C。在此情況下，每個匹配電容C1到C3的電極表面相對於鐵氧體片55上表面限定了60到120度的角度。在第一實施例中由電極表面和鐵氧體片55上表面限定的角度被設置為90度。鐵氧體片55的兩個表面都與安裝隔離器的表面平行安放。在該規格中，垂直方向等效垂直於兩個鐵氧體片55主要表面的方向。
另外，圖12到14表示了由電極表面和鐵氧體片55的上表面限定的各種角度。在圖12中，例如每個匹配電容C1到C3的電極表面相對於鐵氧體片55上表面限定了60度的角度。
在圖13中，例如每個匹配電容C1到C3的電極表面相對於鐵氧體片55上表面限定了120度的角度。
圖14表示由匹配電容電極表面和鐵氧體片上表面限定的角度範圍。例如，該範圍包括60到120度的角度，匹配電容C1以該角度從點C1｀傾斜到點C1｀｀。匹配電容C2和C3也包括相同範圍。
匹配電容C1到C3例如如圖5所示被裝配。假定電容連接端子54A到54C被彎曲，在電容連接端子54A到54C與接地板54銜接處的每個部件上預先形成的彎折54D提供了尺度偏差。在每個匹配電容C1到C3電極表面上的指定部分，通過絲網印刷等預先塗抹上焊油。另外，具有其上安放的預置焊劑的匹配電容C1到C3被插入中心導體51到53的埠P1到P3與接地板54的電容連接端子54A到54C之間。即，匹配電容C1到C3被夾在埠P1到P3與整體形成的電容連接端子54A到54C之間。接著，由壓力夾具將埠P1到P3壓到電容連接端子54A到54C上，焊油在軟熔爐等中加熱以進行匹配電容C1到C3的焊接。然後，電容連接端子54A到54C和埠P1到P3被彎曲以按照匹配電容C1到C3的電極表面被設置得基本上與鐵氧體片55上表面垂直的方式安置。以此方式，獲得圖3和4所示的中心導體組件。
輸入／輸出端子71，72和接地端子73嵌模形成在樹脂端子外殼7上。每個輸入／輸出端子71，72的一端暴露在端子外殼7的外側壁上，而其每個的另一個端子暴露在端子外殼7的內部側壁上以形成輸入/輸出電極部分71A到72A。接地端子73的一端暴露在端子外殼7的外側壁上，而另一個端暴露在端子外殼7的內側壁上以形成接地連接電極部分73A。
如圖6所示，中心導體組件5和端接電阻R被包容在端子外殼7中。中心導體51到52的每個埠P1到P2通過焊接連接到輸入／輸出端子電極部分71A和72B上。端接電阻R連接到接地連接電極部分73A，而另一端連接到匹配電容C3的高電位側電極。
如上所述，在第一實施例的隔離器中，在中心導體51到53的埠P1到P3與同接地板54一體安置的電容連接端子54A到54C之間裝配了匹配電容C1到C3。利用該設計，匹配電容C1到C3，中心導體51到53，和鐵氧體片55可以作為單獨單元處理。結果，由於可以省略組裝垂直豎立的小匹配電容的複雜和耗時的工作，有利於隔離器的製造。
另外，在中心導體51到53的埠P1到P3與電容連接端子54A到54C之間連接匹配電容C1到C3，通過彎曲中心導體51到53的埠P1到P3和電容連接端子54A到54C可以垂直豎立匹配電容C1到C3。因此，與埠需要在連接匹配電容之前彎折的常規隔離器(見圖10)相比，可以實現埠P1到P3和匹配電容C1到C3之間的牢固焊接。另外，由於埠P1到P3與電容連接端子54A到54C通過使用相同金屬導電片整體形成，可以獲得改善了的埠P1到P3與電容連接端子54A到54C之間位置關係的精度。結果，在埠P1到P3，匹配電容C1到C3，和電容連接端子54A到54C中獲得牢固焊接。此外，由於匹配電容C1到C3被裝配在組件中，不使用其它零件不增加元件成本。
另外，由於每個匹配電容C1到C3的低電位側電極通過接地板54接地，使用常規技術在端子外殼內側壁上形成的接地電極可以省略，即圖10所示的電容連接電極。結果端子外殼7的成本可以降低。
接著，參照圖7到8給出按照本發明第二實施例的中心導體組件5的描述。
依照第二實施例的中心導體組件5除了在第一實施例中描述的中心導體組件5外，還安置了圖7中斜線表示的絕緣體56和57以防止焊劑外流。絕緣體56被安置在每個零件的鄰近，電容連接端子54A到54C與匹配電容C1到C3在那裡連接，而且絕緣體57被安置在中心導體51到53的每個埠P1到P3附近。絕緣體56和57限制焊劑外流以防止匹配電容C1到C3的高電位側電極與接地板54短路，而且它們防止高電位側電極與低電位側電極短路。此外，由於絕緣體56和57限制焊劑外流，也可以改善匹配電容C1到C3的位置精度。
另外，在第二實施例中，為防止匹配電容C1到C3的高電位側電極與中心導體51和52短路，在每個零件處安置了另一個絕緣體58，在那裡與匹配電容C1到C3的高電位側電極相對安放中心導體51和52。
可使用環氧樹脂膠等的一個焊劑阻擋層作為絕緣體56，57和58。例如，在如圖2的展開圖所示的彎曲過程執行之前，通過絲網印刷或分配器等在中心導體51到53和接地板54的指定位置安放絕緣體56、57和58。
另外，本發明不限於上述實施例，可以在本發明範圍內進行各種改進和改變。例如，儘管匹配電容C1到C3是全部垂直安放的，即電容的電極表面被設置成與第一和第二實施例中的鐵氧體零件主要表面垂直，其它設計也可以應用於本發明。
在表示中心導體組件平面圖的圖15A中，匹配電容之一被相對於鐵氧體主要表面水平安放，而圖15B表示圖15A的中心導體組件的正視圖。
所有匹配電容C1到C3不必垂直豎立。在圖15A和15B中，兩個匹配電容C1和C2可以垂直安放，而剩餘的匹配電容C3可以水平安置，即其電極表面可以與鐵氧體主要表面平行安放。換句話說，只要至少一個匹配電容被安置成使電容電極表面相對於鐵氧體片上主要表面限定一個60到120度的角度，任何設計可以用在本發明中。
儘管在上述實施例中通過焊接連接匹配電容，匹配電容也可以通過使用導電膠連接，或另一個方式，可以使用層積電容作為匹配電容。關於上述整個結構，鐵氧體零件的設計也可以是例如一個圓盤。另外，儘管上述實施例已經使用隔離器作為示例，通過使用埠P3作為第三輸入／輸出端子而不將端接電阻R連接到埠P3所形成的環型器也可以應用於本發明。
接著，圖9表示了按照本發明第三實施例的通信設備結構。在該通信設備內，一個天線ANT被連接到包括發射濾波器Tx和接收濾波器Rx的雙工器DPX天線端，隔離器ISO連接到發射濾波器Tx和發射電路之間，而接收電路連接到接收濾波器Rx的輸出端。從發射電路發射的信號通過隔離器ISO傳送到雙工器DPX的發射濾波器Tx，並從天線ANT輸出。在天線ANT中所接收的信號通過雙工器DPX的接收濾波器Rx傳送並被輸入到接收電路中。
可以使用在第一和第二實施例中的隔離器之一作為隔離器ISO。利用按照本發明隔離器，可以獲得低價而高可靠性的通信設備。
如上所述，在按照本發明的非可逆電路裝置中，由於匹配電容連接在裝配有鐵氧體零件裝配的中心導體與和中心導體一體形成的電容連接端子之間，與中心導體一體形成的匹配電容和鐵氧體零件可以作為單一單元的一部分。結果，由於匹配電容可以容易地裝配到組件中和可以極大增強連接的可靠性，可以明顯降低生產成本。
另外，由於防止焊劑外流的絕緣體靠近零件安置，電容連接端子在此連接到匹配電容並靠近中心導體的埠，在零件之間不會出現由焊劑外流引起的短路，由此增強了組件的可靠性。另外，通過在靠近中心導體的匹配電容處安置絕緣體，可以防止由外力和組件變形引起的不必要短路，結果可以進一步增強可靠性。
另外，通過使用按照本發明的非可逆電路裝置，可以獲得低價而高可靠性的通信設備。
權利要求
1．一種非可逆電路裝置包括一個鐵氧體片，具有一個第一主要表面和一個第二主要表面，該鐵氧體片適合於接受由一個永磁體施加的DC磁場；一個接地板，由導電片製造；多個中心導體，從接地板整體延伸，每個中心導體的端部限定一個埠；多個電容連接端子，從接地板整體延伸；和多個匹配電容，每個具有一個形成在其每個主要表面上的一個電極；其中接地板鄰近鐵氧體片的第二主要表面，多個中心導體相互電絕緣同時沿鐵氧體片側面延伸並在鐵氧體片第一主要表面上相互交叉；多個匹配電容，被安置在中心導體埠與多個電容連接端子之間，與這些埠和端子電連接；和至少匹配電容之一被以其電極表面相對於鐵氧體片主要表面之一限定60到120度角度的方式安置。
2．按照權利要求1的非可逆電路裝置，進一步包括一個絕緣體，用於防止安置在多個電容連接端子連接到多個匹配電容處的每個零件附近和多個中心導體的每個埠附近的焊劑外流。
3．按照權利要求1和2之一的非可逆電路裝置，進一步包括一個絕緣體，用於防止中心導體靠近匹配電容處的每個零件處產生短路。
4．一種通信設備，包括按照權利要求1和2之一的非可逆電路裝置。
5．一種通信設備，包括按照權利要求3的非可逆電路裝置。
全文摘要
公開了一種有助於匹配電容的裝配及裝配有該裝置的通信設備的高可靠性非可逆電路裝置。在該非可逆電路裝置中,中心導體整體地從鄰近鐵氧體片底表面的接地板延伸,穿過鐵氧體片側面後在鐵氧體片上表面上通過絕緣薄片相互交叉。通過焊接將匹配電容以匹配電容電極表面被設置得相對鐵氧體片主要表面垂直的方式連接在整體從接地板延伸的電容連接端子和中心導體埠之間。
文檔編號H01P1/36GK1282192SQ0012225
公開日2001年1月31日 申請日期2000年7月6日 優先權日1999年7月6日
發明者牧野敏弘, 長谷川隆, 森徵克, 常門陸宏 申請人:株式會社村田製作所