專利名稱：不可逆電路裝置和使用這種不可逆電路裝置的通信設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種不可逆電路裝置，諸如用于微波頻段等高頻頻段的隔離器，并且涉及使用這種不可逆電路裝置的通信設備。
到目前為止，集中常數(shù)型(lumped-comtant-type)循環(huán)器是以這種方式構(gòu)成的多個中央導體和一個磁體安裝在一個殼體內(nèi)，多個中央導體相互交叉，它們設置在一個鐵氧體片附近，磁體用于對鐵氧體片施加直流磁場。另外，通過將循環(huán)器中三個輸入/輸出端口中的一個固定端口連接到一個終接電阻器，就構(gòu)成了一個隔離器。


圖12是常規(guī)的隔離器的分解透視圖。這里示出了磁性金屬的盒狀上磁軛2和設置在上磁軛2的內(nèi)表面上的盤狀永磁體3。此外，一個磁性組件5是這樣構(gòu)成的一個盤形的鐵氧體部件54放置在中央導體的連接部分中，連接部分與鐵氧體部件54的底面形狀相同，從上述連接部分伸出的三個中央導體被彎折和放置成以相互間大約120度的夾角包繞鐵氧體部件54。位于每個中央導體的相應端部的輸入/輸出端口P1、P2和P3形成為向外突出。片狀匹配電容器C1、C2和C3連接到輸入/輸出端口P1、P2和P3與樹脂殼體7內(nèi)部的接地電極之間。一個片狀終接電阻器R連接在與輸入/輸出端口P3電連接的一個電極和接地電極之間。圖中顯示出了樹脂殼體7。磁性金屬的下磁軛8與上磁軛2組合在一起構(gòu)成一個閉合磁路。
圖13A是圖12中所示的常規(guī)隔離器的主要部分的側(cè)視圖。片狀電阻器R的一個端子電極被連接到接地端子73。輸入/輸出端口P3焊接到這個片狀電阻器的另一個端子電極。此外，片狀電容器C3連接到輸入/輸出端口P3和接地端子73之間。
在用作終接電阻器的片狀電阻器R的端子電極通過樹脂殼體的底部7b與金屬殼體8絕緣的這樣一種結(jié)構(gòu)中，當使用樹脂進行注塑模制時，樹脂殼體的底部7b需要做成0.2mm或更大的厚度，以確保模具內(nèi)樹脂的流動性，并且這種情況對薄斷面產(chǎn)品是不利的。
因此，如圖13B所示，還可以采用這樣一種結(jié)構(gòu)片狀電阻器R的端子電極，即連接到中央導體的輸入/輸出端口P3的部分，僅設置在金屬殼體8的相對側(cè)，而片狀電阻器R的另一個端子電極直接焊接到金屬殼體上。另外，如圖13C所示，通過將片狀電容器C3直接焊接到金屬殼體8上，也可以獲得薄斷面的產(chǎn)品。
然而，在片狀元件直接焊接到金屬殼體8上的這種結(jié)構(gòu)中，當涂覆于端子電極等的焊膏融化時，融化的焊料被限制在與中央導體的輸入/輸出端口連接的端子電極和金屬殼體8之間，并且因此會偶然發(fā)生這樣的情況遺留下如圖所示的球狀焊料。如果產(chǎn)生這樣一個球，恐怕上述端子電極和金屬殼體8可能短路，并且片狀電容器C3的高電壓側(cè)的電極和金屬殼體可能短路。
本發(fā)明的目的是提供一種能夠做成薄斷面并且能夠防止焊料球引起的短路的不可逆電路裝置以及使用這種不可逆電路裝置的通信設備。
本發(fā)明中，一種不可逆電路裝置包括一個磁性部件，其上被施加直流磁場；多個中央導體，它們以相互不同的方向聯(lián)接到磁性部件；和片狀元件，它們連接在每一中央導體的輸入/輸出端口和金屬殼體之間，其中，在金屬殼體中靠近與輸入/輸出端口連接的片狀元件端子的位置處設有一個孔。由于這樣一種結(jié)構(gòu)，片狀元件與輸入/輸出端口的連接部分通過該孔而成為開放的，焊料球留在其中的可能性變得很小了，因此，就防止了產(chǎn)生這樣的缺陷片狀元件的端子電極或中央導體的輸入/輸出端口通過焊料球與金屬殼體短路。
此外，在本發(fā)明中，一種絕緣材料填充或嵌入該孔中。按這種方式，防止了片狀元件的端子部分在該孔部位的松動，并且使得片狀元件的整個底部與填充到孔中的絕緣材料和金屬殼體接觸，從而穩(wěn)定了片狀元件。此外，金屬殼體的內(nèi)部被密封，提高了不可逆電路裝置的可靠性。
此外，在本發(fā)明中，絕緣材料構(gòu)成了容納片狀元件等的樹脂殼體的一部分。按這種方法，部件的總數(shù)目減少了，降低了成本。
此外，在本發(fā)明中，在金屬殼體外表面中的開口比其內(nèi)表面中的開口小。由于這樣一種結(jié)構(gòu)，與金屬殼體隔離的并且位于片狀元件端子電極附近的空間增大了。該開口面積在朝向金屬殼體外側(cè)的方向上減小，因此增強了環(huán)境抗性。
此外，在本發(fā)明中，片狀元件大致呈平行六面體形狀，端子電極形成在片狀元件的縱向或橫向兩側(cè)，一個端子電極連接到金屬殼體，另一個端子電極僅形成在與金屬殼體相對的一側(cè)。按照這樣一種結(jié)構(gòu)，高電壓側(cè)的端子電極和金屬殼體之間的距離增加了，高電壓側(cè)的端子電極是片狀元件的位于與連接到金屬殼體的一側(cè)相反的一側(cè)上的端子電極。因此，更安全地避免了短路的可能性，并且進一步提高了可靠性。
另外，在本發(fā)明中，通過使用具有上述任一結(jié)構(gòu)的不可逆電路裝置構(gòu)成了一種通信設備。
圖1是根據(jù)第一實施例的隔離器的分解透視圖；圖2是圖1中的隔離器的頂視圖和側(cè)視剖面圖，其中上磁扼已去除；圖3是圖1中的隔離器的等效電路圖；圖4是圖1中的隔離器的主要部分的局部剖面圖；圖5A和圖5B是根據(jù)第二實施例的隔離器的主要部分的局部剖面圖；圖6A和圖6B是根據(jù)第三實施例的隔離器的主要部分的局部剖面圖；圖7是根據(jù)第四實施例的隔離器的主要部分的局部剖面圖；圖8是根據(jù)第五實施例的隔離器的主要部分的局部剖面圖；圖9是根據(jù)第六實施例的隔離器的主要部分的局部剖面圖；圖10是根據(jù)第七實施例的隔離器的主要部分的局部剖面圖；圖11是顯示根據(jù)第八實施例的通信設備的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖12是顯示常規(guī)隔離器的結(jié)構(gòu)的分解透視圖；圖13A、13B和13C是三種常規(guī)隔離器的局部剖面圖。
下面參照圖1-4說明根據(jù)第一實施例的隔離器的結(jié)構(gòu)。
圖1是一個隔離器的分解透視圖，圖2是隔離器的頂視圖和側(cè)視剖面圖，其中去除了上磁扼2。在這里顯示出一個磁性金屬的盒狀上磁扼2和一個盤狀永磁體3，永磁體3設置在上磁扼2的內(nèi)表面上。緊接著下面還顯示出一個磁性組件5。一個鐵氧體部件54放置在中央導體的連接部分，連接部分具有與鐵氧體部件54的底表面大致相同的形狀。通過以相互成大約120度的角度彎曲其間帶有絕緣片(未示出)的導體，從上述連接部分延伸的三個中央導體51、52和53被設置成包繞鐵氧體部件54。中央導體51、52和53頂端的輸入/輸出端口P1、P2和P3向外突出。圖示樹脂殼體7包含上面的磁性組件和下面的片狀元件，并且一個部分暴露于樹脂殼體7內(nèi)部上表面的接地端子、一個從底面到側(cè)面暴露的輸入/輸出端子72、一個接地端子73等通過插接模壓(insert molding)方式安裝在樹脂殼體7中。片狀匹配電容器C1、C2和C3連接于輸入/輸出端口P1、P2和P3與樹脂殼體7內(nèi)的接地電極之間。一個片狀終接電阻器R還連接到與輸入/輸出端口P3電連接的一個電極與接地電極之間。還示出了一個磁性材料做成的下磁軛8，下磁軛8與上磁軛2結(jié)合構(gòu)成一個閉合的磁路。按這種方式，永磁體3產(chǎn)生的磁場沿鐵氧體部件的厚度方向施加到鐵氧體部件54上。
圖1顯示出與樹脂殼體7分離的金屬殼體8。這個金屬殼體8可以構(gòu)成為與樹脂殼體7不同的殼體，并且樹脂殼體7也可以通過插接模壓方式與金屬殼體8整體模制。
圖3是上述隔離器的等效電路圖。圖中H代表直流磁場，中央導體51、52、53表示為一個等效電感器L。由于這樣一種電路結(jié)構(gòu)，從作為正(前)向輸入端子的輸入/輸出端子71輸入的信號，以很小的插入損耗從作為正(前)向輸出端子的輸入/輸出端子72輸出，而進入到輸入/輸出端子72的信號被電阻器R消耗了，該信號幾乎不從輸入/輸出端子71輸出。
圖4是沿著穿過上述隔離器的片狀電阻器R和片狀電容器C3的線獲得的局部剖面圖。在圖4中，在金屬殼體8的一部分中形成的一個孔H位于片狀電阻器R的高電壓端子電極處。另外，樹脂殼體的底部與所示的一個部分73是整體模壓的。片狀電容器C3的位于接地側(cè)的下電極焊接到接地端子73上。此外，一個中央導體的輸入/輸出端口P3分別焊接到片狀電阻器R的高電壓端子電極和電容器C3的高電壓端子電極。另外，片狀電阻器R的接地側(cè)端子電極直接焊接到金屬殼體8上。
上述每個元件的焊接都是用這樣的方式進行的每個要焊接的位置首先涂覆焊膏(膏狀焊料)，片狀電阻器R臨時固定在金屬殼體8的一個預定位置處，片狀電容器C3臨時固定在接地端子73的一個預定位置處，并且中央導體的輸入/輸出端口P3也臨時固定在一個預定位置處，然后整個結(jié)構(gòu)被加熱來融化上述焊膏，從而被焊接固定。此時，由于片狀電阻器R的高電壓側(cè)的端子電極所處的空間是通過孔H開放的，融化的焊料沒有被限制在一個狹窄的空間中，并且防止了焊料球的形成。此外，片狀電阻器R的高電壓側(cè)的端子電極和金屬殼體8之間通過孔H電絕緣，因此，即使產(chǎn)生了焊料球并且焊料球粘到了片狀電阻器R的高電壓側(cè)的端子電極上，片狀電阻器R的高電壓側(cè)的端子電極或中央導體的輸入/輸出端口P3也不會通過焊料球與金屬殼體8短路。
在圖4和13中，當每個元件的厚度這樣設定時樹脂殼體厚0.2mm，接地端子(電極)73厚0.1mm，片狀電容器C3厚0.2mm，片狀電阻器R厚0.35mm，那么，在圖13A所示的常規(guī)結(jié)構(gòu)中，從與樹脂殼體接觸的金屬殼體的表面到片狀電阻器R的上表面的距離是0.65mm。另一方面，在圖4所示的例子中，片狀電阻器R的上表面做成低于片狀電容器C3的上表面，相應地從與樹脂殼體接觸的金屬殼體的表面到片狀電容器C3的上表面的距離變成0.5mm，因此減小了隔離器的高度。
下面在圖5A和5B中示出了根據(jù)第二實施例的隔離器的主要部分的局部剖面圖。如圖5A所示，圖4中所示的孔H填充(fill)有絕緣樹脂9。此外，在圖5B所示的例子中，絕緣樹脂9嵌入(insert)上述孔9中。根據(jù)如圖5A所示的結(jié)構(gòu)，片狀電阻器R的整個底表面與一個平坦表面接觸，安裝狀態(tài)穩(wěn)定，因此可靠性增加了。此外，在圖5A和圖5B所示的每個例子中，由于金屬殼體中的孔不是保持開放狀態(tài)，灰塵不會從孔進入隔離器內(nèi)，因此可以實現(xiàn)高的環(huán)境抗性。
下面圖6A和6B顯示出根據(jù)第三實施例的隔離器的主要部分的局部剖面圖。如圖6A所示，金屬殼體8和樹脂殼體是通過插接模壓結(jié)合成整體的，金屬殼體8所設的孔被樹脂殼體的底部7b的樹脂填充。此外，在圖6B所示的例子中，該孔構(gòu)成為由樹脂殼體的底部7b封閉同時沒有完全填充該孔。但是，它們都增加了安裝的片狀電阻器R的穩(wěn)定性，即使一個焊料球粘到了該電阻器的高電壓側(cè)的端子電極上，也可以防止焊料球和金屬殼體8之間的電導通，并且可以防止片狀電阻器R的高電壓側(cè)的端子電極與金屬殼體8的短路。
此外，嵌入或填充到上述孔H中的材料不限于樹脂，也可以使用其它電絕緣材料。
下面圖7顯示出根據(jù)第四實施例的隔離器的主要部分的局部剖面圖。金屬殼體8所設的孔H在其外表面的開口比在內(nèi)表面的開口要小。由于這樣一種結(jié)構(gòu)，片狀電阻器R的高電壓側(cè)的端子電極與金屬殼體8可靠地絕緣，并且磁路的有效截面面積的減小被降至最低程度，結(jié)果防止了磁阻的增加，并且使磁路的特性變差影響減弱到最小程度。此外，由于開口面積在朝向金屬殼體8所設的孔H的外部方向上是減小的，金屬殼體8的電磁屏蔽效果不會變差，并且可以增強對于灰塵等的環(huán)境抗性。
此外，不僅僅是金屬殼體8所設的孔H在其外表面的開口簡單地做成比在內(nèi)表面的開口小，而且兩個開口的形狀也可以彼此不同。例如，在金屬殼體外表面的開口做成方形，而在內(nèi)表面的開口做成矩形。
此外，金屬殼體的外表面中開口的形狀不同于內(nèi)表面中開口的形狀這種結(jié)構(gòu)可以適用于圖5A、5B、6A和6B所示的隔離器所設孔的情況。
下面圖8顯示出根據(jù)第五實施例的隔離器的主要部分的局部剖面圖。一個片狀匹配電容器C3直接焊接到金屬殼體8的內(nèi)表面。在這樣一種結(jié)構(gòu)中，通過設置一個孔H，此孔使片狀電阻器R的高電壓側(cè)的端子電極與金屬殼體8隔離開，抑止了焊料球的出現(xiàn)，并且即使產(chǎn)生了焊料球，也能夠可靠地防止片狀電阻器R的高電壓側(cè)的端子電極與金屬殼體8短路。
另外，在片狀匹配電容器C3直接焊接到金屬殼體8的內(nèi)表面這樣一種結(jié)構(gòu)中，可以采用如圖5A、5B、6A和l6B所示的孔中設置絕緣材料的結(jié)構(gòu)。類似地，也可以采用如圖7所示的金屬殼體外表面中的開口形狀與內(nèi)表面中的開口形狀不同的結(jié)構(gòu)。
下面圖9顯示出根據(jù)第六實施例的隔離器的主要部分的局部剖面圖。其中設有一個孔H，它使片狀電阻器R的高電壓側(cè)的端子電極與金屬殼體隔離開，并且該孔H擴大到中央導體的輸入/輸出端口P3和片狀電容器C3的連接部分附近。由于這種結(jié)構(gòu)，抑止了在片狀電容器C3的高電壓側(cè)的端子電極(上電極)與金屬殼體8之間焊料球的產(chǎn)生，并且即使產(chǎn)生了焊料球，也可防止片狀電阻器R的高電壓側(cè)的端子電極或輸入/輸出端口P3與金屬殼體8之間由焊料球引起的短路。
此外，在孔H擴大到中央導體的輸入/輸出端口P3和片狀電容器C3的連接部分附近這樣一種結(jié)構(gòu)中，孔可以設置如圖5A、5B、6A和6B中所示的絕緣材料。
下面圖10顯示出根據(jù)第七實施例的隔離器的主要部分的局部剖面圖。金屬殼體8有一個孔H，這個孔H在中央導體的輸入/輸出端口P3與片狀電阻器R的高電壓側(cè)的端子電極和片狀電容器C3的高電壓側(cè)的端子電極的整個連接部分上是開口的，并且孔H的外表面中的開口面積是減小的。由于這樣一種結(jié)構(gòu)，片狀電阻器R的高電壓側(cè)的端子電極與金屬殼體8可靠地隔離開，并且磁路的有效斷面面積的減小被降至最低程度，結(jié)果防止了磁阻的增加，磁路的特性變差達到最小程度。此外，由于金屬殼體8中設置的孔的開口面積在朝外的方向上是減小的，那么，不會使金屬殼體8的電磁屏蔽效果變差，對于灰塵等的環(huán)境抗性也增強了。
在上面所示的每個實施例中，采用了這樣的片狀電阻器，即其端子電極形成為通過側(cè)面從上表面向下表面延伸，但是，如圖13B和13C所示，端子電極可以僅形成于上表面。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，片狀元件的與金屬殼體連接側(cè)相反的一側(cè)的端子電極，即高電壓側(cè)的端子電極和金屬殼體之間的距離增大了，相應地被焊料球短路的可能性被更可靠地避免了，可靠性能進一步提高。
在上面所示的每個實施例中，片狀電阻器和單板(single-plate)片狀電容器被作為片狀元件的一個例子，但如果端子電極形成在片狀元件的上表面和下表面上，可以按相同的方式使用任何片狀元件。例如，當使用疊層類型的片狀電感(片狀線圈)和片狀電容器時，它們可以按相同方式使用。
此外，在每個實施例中，三個輸入/輸出端口類型的隔離器被作為一個例子，但是相同構(gòu)思可以應用于兩個輸入/輸出端口類型的不可逆電路元件，其中兩個中央導體耦連到磁性部件上。
此外，在圖1到圖3等所示的實施例中，使用的是盤形鐵氧體部件，但也可以使用方形和其它多邊形的鐵氧體部件。
下面參照圖11說明使用上述隔離器的通信設備的一個例子。圖中示出了一個發(fā)射接收天線ANT、一個天線公用器DPX、帶通濾波器BPFa和BPFb、放大器AMPa和AMPb、混頻器MIXa和MIXb、一個振蕩器OSC以及一個頻率合成器SYN?；祛l器MIXa用一個調(diào)制信號調(diào)制頻率合成器SYN輸出的頻率信號，帶通濾波器BPFa僅使發(fā)射頻帶的的信號通過，功率放大器AMPa放大所通過的信號并且經(jīng)隔離器ISO和天線公用器DPX將該信號從天線ANT發(fā)射出去。帶通濾波器BPFb僅使來自天線公用器DPX的信號中的接收頻帶的信號通過，放大器AMPb放大該接收信號?；祛l器MIXb將頻率合成器SYN輸出的頻率信號與接收信號混頻，從而輸出一個中頻信號IF。在具有這種結(jié)構(gòu)的通信設備中，使用圖1-10所示的任一裝置作為上述隔離器ISO。
權(quán)利要求
1．一種不可逆電路裝置，包括一個磁性部件，其上被施加直流磁場；多個中央導體，它們以相互不同的方向聯(lián)接到磁性部件；和片狀元件，它們連接在每一中央導體的輸入/輸出端口和金屬殼體之間，其中，在金屬殼體中靠近與輸入/輸出端口連接的片狀元件的端子的位置處設有一個孔。
2．如權(quán)利要求1所述的不可逆電路裝置，其中，一種絕緣材料填充或嵌入該孔中。
3．如權(quán)利要求2所述的不可逆電路裝置，其中，絕緣材料構(gòu)成了容納片狀元件的樹脂殼體的一部分。
4．如權(quán)利要求1-3中任一權(quán)利要求所述的不可逆電路裝置，其中，在該孔中，在金屬殼體外表面中的開口比其內(nèi)表面中的開口小。
5．如權(quán)利要求1-3中任一權(quán)利要求所述的不可逆電路裝置，其中，片狀元件大致呈平行六面體形狀，端子電極形成在片狀元件的縱向或橫向兩側(cè)，一個端子電極電連接到金屬殼體，另一個端子電極僅形成在與金屬殼體相對的一側(cè)。
6．一種通信設備，包括如權(quán)利要求1所述的不可逆電路裝置。
全文摘要
一種磁性組件設有一個鐵氧體部件和相互之間以不同方向聯(lián)接到鐵氧體部件上的中央電極(導體),并且多個片狀電容器和一個片狀電阻器連接在每一中央導體的輸入/輸出端口和金屬殼體之間。通過在金屬殼體中在與輸入/輸出端口連接的片狀元件的端子附近形成一個孔,防止了焊料球的產(chǎn)生,并且如果產(chǎn)生了焊料球的話,也能夠防止中央導體的端子電極和金屬殼體之間發(fā)生短路。
文檔編號H01P1/36GK1322031SQ0111648
公開日2001年11月14日 申請日期2001年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月31日
發(fā)明者長谷川隆, 大平勝幸 申請人:株式會社村田制作所