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JP2004023770A - Irreversible circuit element and communication system - Google Patents

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JP2004023770A
JP2004023770A JP2002180508A JP2002180508A JP2004023770A JP 2004023770 A JP2004023770 A JP 2004023770A JP 2002180508 A JP2002180508 A JP 2002180508A JP 2002180508 A JP2002180508 A JP 2002180508A JP 2004023770 A JP2004023770 A JP 2004023770A
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JP
Japan
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heat dissipation
via hole
dissipation via
circuit device
reciprocal circuit
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Application number
JP2002180508A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Kawanami
川浪 崇
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.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an irreversible circuit element and a communication apparatus capable of efficient heat radiation outside produced in a terminating resistor. <P>SOLUTION: An isolator 1 is broadly provided with a metallic case including a metallic upper-side case 4 and a metallic lower-side case 8, a permanent magnet 9, a center electrode assembly 13 including a ferrite 20 and center electrodes 21 to 23, and a laminate substrate 30. The laminate substrate 30 has radiation via holes 19 disposed below terminating resistors R through a dielectric layer (dielectric sheet 42). Preferably, the radiation via holes 19 are formed on as many dielectric sheets as possible, and the end portions of the radiation via holes 19 reach a surface of the laminate substrate 30. Further, a conductive paste filled in the radiation via holes 19 is preferably formed of material having high thermal conductivity such as Ag, Cu and Ag-Pd. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非可逆回路素子、特に、マイクロ波帯で使用されるアイソレータなどの非可逆回路素子および通信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、アイソレータは、信号を伝送方向のみに通過させ、逆方向への伝送を阻止する機能を有しており、自動車電話、携帯電話などの移動体通信機器の送信回路部に使用されている。
【0003】
例えば、この種のアイソレータとして、特開平9−289402号公報記載のものが知られている。このアイソレータは、整合用コンデンサを内蔵した誘電体基板に終端抵抗を印刷して焼付けている。そして、アイソレータに反射電力が入力されるなどして終端抵抗に電力が吸収されると、終端抵抗が発熱する。熱は最終的にアイソレータの金属ケースや端子などから放射(輻射)や対流によって放熱されたり、アイソレータが実装されているプリント基板への熱伝導などによって放熱される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、終端抵抗から金属ケースや端子などへの熱の伝達は、主として誘電体基板の熱伝導による。熱伝導率は誘電体によって異なるが、アルミナで20W/m・kである。これは金属の熱伝導率、例えば銀の約300W/m・kと比較するとかなり悪い。従って、この部分の熱抵抗が、終端抵抗の温度上昇を招き、アイソレータの耐電力を制限する主な要因の一つとなっていた。
【0005】
ここで、耐電力は、規定の使用環境(−45から+85℃など)において、十分な時間(1000または2000時間など)にわたって連続的に負荷状態(例えば逆方向電力1Wを入力する)にしても、アイソレーションなどの特性が損なわれたり、通常の温度特性の範囲を超えて変化したりしない性能を意味する。
【0006】
また、アイソレータやサーキュレータにおいては、アルミナの他にも、より高誘電率の誘電体材料が用いられる。しかし、これらは概して熱伝導率がアルミナよりも更に小さく、放熱性の点では不利となる。
【0007】
そこで、本発明の目的は、終端抵抗で発生した熱を効率良く外部に放熱することができる非可逆回路素子および通信装置を提供することにある。
【0008】
なお、半導体を含むハイブリッドICの分野では、特開平6−296106号公報記載のように、半導体を実装する誘電体基板面と基板底面のアース面との間に厚膜電極材料を充填したスルーホール(サーマルビア)を設けて、半導体の底面を導電ペースト(あるいは導電接着剤)や熱伝導ペーストによってサーマルビアに接続し、半導体の発熱をこのサーマルビアを介して放熱することが行なわれている。これは、半導体の底面が絶縁体で覆われていたり、底面に電極があっても、その電極がサーマルビアと同電位であったりするためである。
【0009】
しかしながら、サーマルビアを直接に接続する構造は、終端抵抗には採用できない。サーマルビアは電気伝導性も良好であるため、終端抵抗に直接に接続すると、所望の抵抗値を得られなくなってしまうからである。また、サーマルビアを、絶縁性を有する熱伝導ペースト(あるいは熱伝導接着剤)を介して終端抵抗に接続する構造は、熱伝導ペースト内に発生するボイド(気泡)のために熱抵抗が大きくなったり、ピンホールが原因で安定した抵抗値を有する終端抵抗を得ることが困難になったりする。また、製造工程が煩雑となる。
【0010】
【課題を解決するための手段および作用】
前記目的を達成するため、本発明に係る非可逆回路素子は、
(a)永久磁石と、
(b)永久磁石により直流磁界が印加されるフェライトと、
(c)フェライト上に電気的絶縁状態で交差して配置されている複数の中心電極と、
(d)誘電体層と、終端抵抗と、該終端抵抗に誘電体層を間に挟んで平面視で少なくとも一部が重なる放熱用導体とを有した積層基板と、
を備えたことを特徴とする。
【0011】
放熱用導体は、例えば誘電体層に設けた一つ以上の放熱用ビアホールにて構成されている。放熱用ビアホールは金属ケース内に配置され、該金属ケースと熱的に接続されていることが好ましい。また、終端抵抗と放熱用ビアホールの間に配設されている誘電体層の厚みは、3μm以上800μm以下であることが好ましい。3μmより薄いと、誘電体層にピンホールが生じ、耐電圧上の問題が生じるからである。また、800μmを超えると、放熱用ビアホールと終端抵抗が離れ過ぎて熱抵抗が増大する原因となるからである。
【0012】
さらに、終端抵抗と放熱用ビアホールの間に配設されている誘電体層は、アルミナ、アルミナとガラスを主成分とする複合誘電体材、窒化アルミ、あるいはこれらの複合誘電体材で作製されていることが好ましい。誘電体損失が少なく、熱伝導性および加工性に優れているからである。
【0013】
以上の構成により、非可逆回路素子に入った反射電力を終端抵抗が吸収することによって終端抵抗が発熱しても、その熱は薄い誘電体層を介して放熱用ビアホールに、熱抵抗少なく効率良く伝導する。さらに、熱は放熱用ビアホールから金属ケースに伝導する。金属ケースに伝わった熱は、輻射(放射)、空気の対流、および金属ケースが兼ねるアース端子から非可逆回路素子が実装されているプリント基板への伝導により、外部に放熱される。
【0014】
また、放熱性の点から、放熱用ビアホールはできるだけ多くの誘電体層に形成され、その端部が積層基板の表面に達していることが好ましい。さらに、放熱用ビアホール内を充填する導電ペーストは、銀、銅、銀合金、銅合金およびこれら金属とフリットからなる厚膜ペースト材料などの熱伝導率の良好な材料が好ましい。
【0015】
また、放熱用ビアホールの横断面の面積は、終端抵抗の面積の20%以上400%以下に設定することが好ましい。なぜなら、放熱用ビアホールの横断面が終端抵抗の面積の20%より小さいと、耐電力の向上がわずかであり、放熱用ビアホールを設けるコストに見合う効果が得られないからである。また、400%を超える大きな放熱用ビアホールを設けても、耐電力は飽和傾向であり、一方、放熱用ビアホール周囲でのクラックの発生が起き易くなるからである。なお、放熱用ビアホールが複数個からなる場合には、放熱用ビアホールの横断面の面積の和を、終端抵抗の面積の20%以上400%以下に設定する。
【0016】
さらに、放熱用ビアホールの一端は、終端抵抗のコールドエンド側に電気的に接続されている構造であってもよい。また、放熱用ビアホールは、終端抵抗のホットエンド側に電気的に接続され、かつ、放熱用ビアホールの一端とアースの間には誘電体層が挟まれている構造であってもよい。終端抵抗は積層基板の内部に配置してもよいし、積層基板の表面に配置してもよい。
【0017】
また、本発明に係る通信装置は、上述の非可逆回路素子を備えることにより、性能や信頼性が向上する。非可逆回路素子の積層基板上には、高周波電力増幅器などの発熱性電子部品を搭載してもよい。そのような熱的環境の厳しい動作条件下において、本発明はより効果を発揮する。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る非可逆回路素子および通信装置の実施の形態について添付の図面を参照して説明する。
【0019】
[第1実施形態、図1〜図9]
本発明に係る非可逆回路素子の一実施形態の分解斜視図を図1に示す。該非可逆回路素子1は、集中定数型アイソレータである。図1に示すように、集中定数型アイソレータ1は、概略、金属製上側ケース4と金属製下側ケース8とからなる金属ケースと、永久磁石9と、フェライト20と中心電極21〜23とからなる中心電極組立体13と、積層基板30を備えている。
【0020】
金属製上側ケース4は略箱形状であり、上部4aおよび四つの側部4bからなる。金属製下側ケース8は、左右の側部8bと底部8aからなる。金属製上側ケース4および金属製下側ケース8は磁気回路を形成するため、例えば、軟鉄などの強磁性体からなる材料で形成され、その表面にAgやCuがめっきされる。
【0021】
中心電極組立体13は、矩形状のマイクロ波フェライト20の上面に3組の中心電極21〜23を、絶縁層(図示せず)を介在させて略120度ごとに交差するように配置している。本第1実施形態では、中心電極21〜23を二つのラインで構成した。中心電極21〜23は銅箔を用いてフェライト20に巻きつけてもよいし、フェライト20上あるいは内部に銀ペーストを印刷して形成してもよい。ただし、印刷した方が中心電極21〜23の位置精度が高いので、積層基板30との接続が安定する。特に、今回のように微小な中心電極用接続電極P1〜P3(後述)で接続する場合には、中心電極21〜23を印刷形成した方が信頼性、作業性が良い。
【0022】
積層基板30は、図2に示すように、中心電極用接続電極P1〜P3やグランド用接続電極31やビアホール18を設けた誘電体シート41と、ホット側コンデンサ電極71a〜73aや回路用電極17や終端抵抗Rなどを表面に設けた誘電体シート42と、ホット側コンデンサ電極71b〜73bおよび放熱用ビアホール19などを設けた誘電体シート44と、グランド電極74および放熱用ビアホール19などをそれぞれ設けた誘電体シート43,45と、入力端子電極14、出力端子電極15、およびグランド端子電極16などにて構成されている。
【0023】
この積層基板30は、以下のようにして作製される。すなわち、誘電体シート41〜45は、Alを主成分とし、SiO,SrO,CaO,PbO,NaO,KO,MgO,BaO,CeO,Bのうちの1種類あるいは複数種類を副成分として含む低温焼結誘電体材料にて作製する。
【0024】
さらに、積層基板30の焼成条件(特に焼成温度1000℃以下)では焼成せず、積層基板30の基板平面方向(X−Y方向)の焼成収縮を抑制する収縮抑制シート46を作製する。この収縮抑制シート46の材料は、アルミナ粉末および安定化ジルコニア粉末の混合材料である。シート41〜46の厚みは10μm〜200μm程度である。
【0025】
電極P1〜P3,14〜17,31,71a〜73a,71b〜73b,74は、パターン印刷等の方法によりシート41〜46に形成されている。電極P1〜P3等の材料としては、抵抗率が低く、誘電体シート41〜45と同時焼成可能なAg,Cu,Ag−Pdなどが用いられる。これらの電極材料は、一般に、フリットと称するガラス系の材料と混合することにより、積層基板30に固定される。しかし、場合によっては、積層基板30の焼成温度を電極材料融点より高くして、電極P1〜P3等を一端溶融させて積層基板30に固定する場合もある。
【0026】
この電極P1〜P3等の表面には、Niめっきを下地としてAuめっきが施されている。Niめっきは、電極P1〜P3等のAgとAuめっきの固着強度を強くする。Auめっきは、はんだ濡れ性を良くするとともに、導電率が高いのでアイソレータ1を低損失にできる。また、電極P1〜P3等の中で直流電圧が印加される電極がある場合、その電極表面にAgが露出していると、電極がマイグレーションを起こす可能性があるので、これを防止する働きもしている。電極P1〜P3等の厚みは5μm〜10μm程度である。
【0027】
終端抵抗Rは、パターン印刷等の方法により誘電体シート42の表面に形成されている。抵抗体Rの材料としては、サーメット、カーボン、ルテニウムなどが使用される。
【0028】
信号用ビアホール18および放熱用ビアホール19は、誘電体シート41〜45にレーザ加工やパンチング加工などにより、予めビアホール用孔を形成した後、そのビアホール用孔に導電ペーストを充填することにより形成される。一般に、導電ペーストの材料としては、電極P1〜P3等と同一の電極材料(Ag,Cu,Ag−Pdなど)が用いられる。
【0029】
放熱用ビアホール19の横断面形状を円形にすれば、加工コストが安価になる。なぜなら、金型の製造費用が安く、また、レーザ穴明けでも対応できるので、その場合は金型費用が不要となるからである。さらに、放熱用ビアホール用孔に導電ペーストを充填する際に、気泡が発生しにくいという利点がある。また、放熱用ビアホール19の径は0.05mm以上0.5mm以下に設定されていることが好ましい。径の寸法がこれより小さいと、放熱効果を上げるために非常に多くのビアホールを密集して設けることが必要となって費用が上がるからである。径の寸法がこれより大きいと、誘電体部分と放熱用ビアホール19部分の収縮率の差が原因で焼成時にクラックが発生したり、熱サイクルがかかった場合等にクラックが発生したりすることが懸念され、またその様に大きなビアホールを設けるスペースを確保することが困難であるからである。
【0030】
コンデンサ電極71a,71b、72a,72b、73a,73bはそれぞれ、誘電体シート42〜44を間に挟んでグランド電極74に対向して整合用コンデンサC1,C2,C3を構成する。これら整合用コンデンサC1〜C3や終端抵抗Rは、電極P1〜P3,17,31や信号用ビアホール18とともに、積層基板30の内部に電気回路を構成する。
【0031】
以上の誘電体シート41〜45は積層され、さらに、その上下に収縮抑制シート46(上側の収縮抑制シートは図示せず)が積層された後、焼成される。これにより、焼結体が得られ、その後、超音波洗浄法や湿式ホーニング法によって、未焼結の収縮抑制材料を除去し、図1に示すような積層基板30とする。
【0032】
積層基板30の底面には、入力端子電極14、出力端子電極15およびグランド端子電極16が配設されている。信号用ビアホール18を介して、入力端子電極14はコンデンサ電極71a,71bに電気的に接続され、出力端子電極15はコンデンサ電極72a,72bに電気的に接続されている。グランド端子電極16はそれぞれ、回路用電極17やグランド電極74に電気的に接続されている。特に、入出力端子電極14,15上には、Ag,Ag−Pd,Cu等の導電ペーストを塗布後、焼付けることによって突起状の厚膜電極が形成される。
【0033】
誘電体シート43〜45のそれぞれに設けられた放熱用ビアホール19は、誘電体シート41〜45の積み重ね方向に連接され、柱状放熱用ビアホールを構成する。平面視で、柱状放熱用ビアホール19の一部は、終端抵抗Rに重なっている。柱状放熱用ビアホール19の上端は誘電体シート42を間に挟んで終端抵抗Rに近接し、下端は誘電体シート45の裏面に露出し、グランド端子電極16に電気的に接続されている。
【0034】
なお、この積層基板30は通常マザーボード状態で作成される。このマザーボードに所定のピッチでハーフカット溝を形成し、ハーフカット溝に沿って折ることにより、マザーボードから所望のサイズの積層基板30を得る。あるいは、マザーボードをダイサーやレーザなどで切断することにより、マザーボードから所望のサイズの積層基板30を切り出してもよい。
【0035】
こうして得られた積層基板30は、内部に整合用コンデンサC1〜C3および終端抵抗Rを有している。整合用コンデンサC1〜C3は必要な静電容量精度で製作する。しかし、トリミングを行う場合は、整合用コンデンサC1〜C3と中心電極21〜23を接続する前に行なわれる。つまり、積層基板30は、単体の状態で、内部(2層目)のコンデンサ電極71a,72a,73aを表層の誘電体とともにトリミング(削除)される。トリミングには、例えば、切削機やYAGの基本波、2倍波、3倍波のレーザが用いられる。レーザを用いれば、早くかつ精度の良い加工が得られる。なお、トリミングは、マザーボード状態の積層基板30に対して効率良く行ってもよい。
【0036】
このように、コンデンサ電極71a〜73bのうち最も外側の層に位置するコンデンサ電極71a〜73aをトリミング用コンデンサ電極としているので、トリミング時に除去する誘電体層の厚みを最小限にできる。さらに、トリミングの障害となる電極が少なくなるので(本第1実施形態の場合は接続電極P1〜P3,31のみ)、トリミング可能なコンデンサ電極領域が広くなり、静電容量調整範囲を広くできる。
【0037】
また、積層基板30には終端抵抗Rも内蔵されており、整合用コンデンサC1〜C3と同様に終端抵抗Rも、表層の誘電体とともにトリミングすることにより、抵抗値を調整することができる。抵抗体Rは1箇所でも幅が細くなると抵抗値が上がるので、幅方向の途中まで削る。
【0038】
以上の構成部品は以下のようにして組み立てられる。すなわち、図1に示すように、永久磁石9は金属製上側ケース4の天井に接着剤によって固定される。積層基板30上には、中心電極組立体13が、中心電極組立体13の中心電極21〜23の各々の一端が積層基板30の表面に形成された中心電極用接続電極P1〜P3にはんだ付けされ、かつ、中心電極21〜23の各々の他端がグランド用接続電極31にはんだ付けされることにより、実装される。なお、中心電極21〜23と接続電極P1〜P3,31とのはんだ付けは、マザーボード状態の積層基板30に対して効率良く行なってもよい。
【0039】
積層基板30は金属製下側ケース8の底部8a上に載置され、シート45の裏面に設けたグランド端子電極16がはんだによって底部8aに固定されるとともに電気的に接続される。これにより、アースを十分にとることができるので、アイソレータ1の電気特性を向上させることができる。
【0040】
そして、金属製下側ケース8の側部8bと金属製上側ケース4の側部4bをはんだ等で接合することにより金属ケースとなり、電磁シールド、アース端子およびヨークとしても機能する。つまり、この金属ケースは、永久磁石9と中心電極組立体13と積層基板30を囲む磁路を形成する。また、永久磁石9はフェライト20に直流磁界を印加する。
【0041】
図3はアイソレータ1の垂直断面図、図4はその電気等価回路図である。以上の構成からなるアイソレータ1の積層基板30は、終端抵抗Rの下に、誘電体層(誘電体シート42)を介して、放熱用ビアホール19が配設されている。従って、アイソレータ1に入った反射電力を終端抵抗Rが吸収することによって終端抵抗Rが発熱しても、その熱は薄い誘電体層を介して放熱用ビアホール19に、熱抵抗少なく効率良く伝導する。さらに、熱は放熱用ビアホール19からグランド端子電極16を介して金属製下側ケース8(金属ケース)に伝導する。金属ケースに伝わった熱は、輻射(放射)、空気の対流、および金属ケースが兼ねるアース端子からアイソレータ1が実装されているプリント基板への伝導により、外部に放熱される。
【0042】
従って、同じ電力を吸収した場合でも、終端抵抗Rの上昇温度は従来より低く抑えられ、アイソレータ1の信頼性が向上する。さらに、アイソレータ1や終端抵抗Rのサイズを変えることなく、従来より大きい反射電力を取り扱うことのできるアイソレータ1が得られる。
【0043】
また、放熱性の点から、放熱用ビアホール19はできるだけ多くの誘電体シートに形成され、その端部が積層基板30の表面に達していることが好ましい。さらに、放熱用ビアホール19内を充填する導電ペーストは、Ag,Cu,Ag−Pdなどの熱伝導率の良好な材料が好ましい。特に、電極P1〜P3等と同じ厚膜電極材料を用いた場合には、熱伝導率は純粋な金属の場合の70%程度となる。従って、一旦溶融した電極を積層基板30内に凝固させて固定する工法で作られた放熱用ビアホール19であれば、熱伝導(=放熱)上一層有利である。
【0044】
さらに、本第1実施形態の場合、放熱用ビアホール19の上方からの投影が金属製下側ケース8に重なるように両者は配置されており、かつ、はんだ付けあるいは熱伝導性に優れた接着剤(熱伝導接着剤)にて積層基板30と金属製下側ケース8が接合している。すなわち、積層基板30の底面に設けたグランド端子電極16をはんだで金属製下側ケース8に接合している。これにより、放熱用ビアホール19と金属ケースの熱的な結合がより確実なものとなり、本発明の効果が一層上がる。なお、積層基板30と金属製下側ケース8とは必ずしもはんだ付けされていなくてもよく、単に圧接や密着されているだけであってもよい。
【0045】
ところで、放熱用ビアホール19が接地されている場合、放熱用ビアホール19と終端抵抗Rの間には静電容量が発生する。この静電容量は終端抵抗Rに直列に接続するため、損失の大きな静電容量である。通常このような静電容量は、アイソレータ1の中心電極21(または22)と整合用コンデンサC1(またはC2)のようなタンク回路(並列共振回路)には好ましくないものである。なぜなら、共振回路のQを下げてしまうからである。しかし、本発明の場合、この損失の含まれる静電容量はアイソレータ1の終端ポートであるP3に接続されるため、致命的な問題とならない。のみならず、この部分で発生した静電容量分だけ、本来の静電容量を減少させることが可能となるため、終端ポートP3の整合用コンデンサC3を小型化でき、ひいてはアイソレータ1を小型化できることとなる。
【0046】
また、終端抵抗Rと放熱用ビアホール19の間に配設されている誘電体層(言い換えると、誘電体シート42)の厚みは、3μm以上800μm以下であることが好ましい。なぜなら、3μmより薄いと、誘電体シート42中に存在しうるピンホールで、ショートが発生しうるからである。また、800μmを超えると、放熱用ビアホール19と終端抵抗Rが離れ過ぎて放熱用ビアホール19の効果がほとんど得られないからである。
【0047】
さらに、誘電体シート42は、アルミナ、アルミナとガラスを主成分とする複合誘電体材、窒化アルミ、あるいはこれらの複合誘電体材で作製されていることが好ましい。なぜなら、アルミナや窒化アルミは誘電体や絶縁体の中では熱伝導性に優れ、しかも、積層基板を作り易いからである。特に、ガラスと混ぜ合わせた場合には、多層基板化して内部に所望のビアホールを設けることに適している。
【0048】
また、放熱用ビアホール19の横断面の面積は、終端抵抗Rの面積の20%以上400%以下に設定することが好ましい。なぜなら、図5に示すように、放熱用ビアホール19の横断面が終端抵抗Rの面積の20%より小さいと、耐電力の向上がわずかであり、放熱用ビアホール19を設けるコストに見合う効果が得られないからである。また、400%を超える大きな放熱用ビアホール19を設けても、耐電力は飽和傾向であり、一方、放熱用ビアホール19周囲でのクラックの発生が起き易くなるからである。
【0049】
なお、終端抵抗Rの面積は、抵抗体膜のうち電極73a,17と重なっている両端部を除いた領域、すなわち、実際に抵抗として機能している領域の面積を意味している。本第1実施形態の場合、放熱用ビアホール19の直径は0.8mm、終端抵抗Rの面積は0.50mm×0.45mmとし、放熱用ビアホール19の横断面の面積は、終端抵抗Rの面積の約55%に設定した。
【0050】
また、本第1実施形態では、放熱用ビアホール19の横断面の面積をSとし、積層基板30の板厚をTとしたとき、関係式S>T/16を満足している。
【0051】
また、放熱用ビアホールは図6〜図10に示すように、種々に変形できる。図6に示す放熱用ビアホール19Aは、いずれの電極にも接続されていないもので、いわゆる電気的に浮いた状態になっている。一般に、低温焼結誘電体材料で形成された積層基板は、誘電体部分と比較して厚膜導体部分(ビアホール部分)の焼成時収縮が大きいため、ビアホール部分が焼成後に積層基板の表面から突出する場合がある。そこで、放熱用ビアホール19Aが設けられていない誘電体シートで放熱用ビアホール19Aを挟み込む構造を採用することにより、放熱用ビアホール19Aの部分が積層基板30Aの表面から突出するのを防止している。
【0052】
また、図7に示す放熱用ビアホール19Bは、終端抵抗Rのコールドエンド側に接続されている信号用ビアホール18に並接しており、その位置が終端抵抗Rの中心から偏心している。これにより、放熱用ビアホール19B上端での終端抵抗Rと放熱用ビアホール19B間の実効的な熱伝導路が短くなり、熱抵抗を減少させることができる。しかも、放熱用ビアホール19Bの下端をグランド端子電極16を介して、熱容量の大きい金属製下側ケース8に熱的に接触させることができ、優れた放熱効果が得られる。
【0053】
さらに、図8に示す放熱用ビアホール19Cは、終端抵抗Rのホットエンド側に接続されているホット側コンデンサ電極73bに接続している。これにより、放熱用ビアホール19C上端での終端抵抗Rと放熱用ビアホール19C間の熱抵抗を減少させることができる。
【0054】
また、放熱用ビアホール19Cの下端とグランド端子電極16との間には、誘電体層が挟まれている。これにより、終端抵抗Rと放熱用ビアホール19Cが同電位となり、両者間に静電容量は発生しない。一方、放熱用ビアホール19Cの下端とグランド端子電極16との間で発生する静電容量は損失分を含まず、わずかながらアイソレータのアイソレーションの帯域幅を広くさせるに過ぎない。
【0055】
また、図9に示す積層基板30Dは、設計上の制約で放熱用ビアホールの径を大きくできない場合や、製造上の制約で径が0.2mm〜0.5mm程度の放熱用ビアホールしかできない場合に、良好な放熱性を実現するために放熱用ビアホール19Dを二つ設けたものである。
【0056】
[第2実施形態、図10および図11]
図10に示すように、集中定数型アイソレータ101は、概略、金属製下側ケース104と金属製上側ケース108とからなる金属ケースと、永久磁石109と、フェライト120と、中心電極121〜123や整合用コンデンサC1〜C3,Csやトラップ用コイルLや終端抵抗Rを設けた積層基板140と、樹脂製端子ケース103とを備えている。
【0057】
金属製下側ケース104は、左右の側部104aと底部104bを有し、略コの字形状である。この金属製下側ケース104は、インサートモールド法によって、樹脂製端子ケース103と一体成形されている。金属製下側ケース104の底部104bの対向する一対の辺からは、それぞれ二本のアース端子117が延在している。
【0058】
樹脂製端子ケース103の底部には、金属製下側ケース104の底部104bおよびグランド引出電極117aが露出している。さらに、樹脂製端子ケース103には、入力端子115および出力端子116がインサートモールドされている。入力端子115及び出力端子116は、それぞれ一端が樹脂製端子ケース103の外側面に露出し、他端が樹脂製端子ケース103の底部に露出して入力引出電極115a、出力引出電極116aとされる。
【0059】
積層基板140は、図11に示すように、中心電極123や終端抵抗Rや中継電極157や信号用ビアホール148を設けた誘電体シート141と、中心電極121やトラップ用コイルLやグランド側コンデンサ電極156や放熱用ビアホール149などを設けた誘電体シート142と、中心電極122や放熱用ビアホール149などを設けた誘電体シート143と、入力側接続電極151や出力側接続電極152やグランド側接続電極153〜155を裏面に設けた誘電体シート144などにて構成されている。
【0060】
中心電極121のL字形ポート部P1は、誘電体シート142〜144を間に挟んでグランド側接続電極153,155に対向して、それぞれ整合用コンデンサC1,Csを構成する。中心電極122のポート部P2は、誘電体シート142を間に挟んでグランド側コンデンサ電極156に対向して整合用コンデンサC2を構成する。中心電極123のポート部P3は、誘電体シート141〜144を間に挟んでグランド側接続電極154に対向して整合用コンデンサC3を構成する。これら整合用コンデンサC1〜C3,Csや終端抵抗Rは、電極151,152,157やビアホール148とともに、積層基板140の内部に電気回路を構成する。
【0061】
誘電体シート142〜144のそれぞれに設けられた放熱用ビアホール149は、誘電体シート141〜144の積み重ね方向に連接され、柱状放熱用ビアホールを構成する。平面視で、柱状放熱用ビアホール149の一部は、終端抵抗Rに重なっている。柱状放熱用ビアホール149の上端は誘電体シート141を間に挟んで終端抵抗Rに近接し、下端は誘電体シート144の裏面に露出し、グランド側接続電極154に電気的に接続されている。
【0062】
以上の誘電体シート141〜144は積層された後、一体的に焼成され、図10に示すような積層基板140とされる。積層基板140は、フェライト120とともに樹脂製端子ケース103の底部に収容される。フェライト120の裏面は金属製下側ケース104の底部104bに面接触し、積層基板140はフェライト120の上面に配置される。
【0063】
このとき、積層基板140の底面に設けられている入力側接続電極151は、樹脂製端子ケース103の底部に露出している入力引出電極115aに半田付けされる。出力側接続電極152およびグランド側接続電極153〜155も、それぞれ出力引出電極116aおよびグランド引出電極117aに半田付けされる。同様に、積層基板140の底面に露出している柱状放熱用ビアホール149の下端もグランド引出電極117aに半田付けされる。
【0064】
さらに、その上から金属製上側ケース108を装着する。金属製上側ケース108の天井には永久磁石109が配置されている。永久磁石109はフェライト120に直流磁界を印加する。金属製上側ケース108と金属製下側ケース104は嵌合された後、はんだリフロー等の方法で電気的に接続されている。これにより、金属製上側ケース108と金属製下側ケース104は金属ケースをなし、磁気回路を構成している。
【0065】
こうしてアイソレータ101が得られる。以上の構成からなるアイソレータ101は、前記第1実施形態のアイソレータ1と同様の作用効果を奏する。
【0066】
[第3実施形態、図12]
第3実施形態は、本発明に係る通信装置として、携帯電話を例にして説明する。
【0067】
図12は携帯電話220のRF部分の電気回路ブロック図である。図12において、222はアンテナ素子、223はデュプレクサ、231は送信側アイソレータ、232は送信側電力増幅器、233は送信側段間用帯域通過フィルタ、234は送信側ミキサ、235は受信側電力増幅器、236は受信側段間用帯域通過フィルタ、237は受信側ミキサ、238は電圧制御発振器(VCO)、239はローカル用帯域通過フィルタである。
【0068】
ここに、非可逆回路素子240は、送信側アイソレータ231として、前記第1実施形態や第2実施形態の集中定数型アイソレータ1,101を用いるとともに、積層基板30,140に送信側電力増幅器232を搭載した複合タイプのものである。この非可逆回路素子240を実装することにより、電気的特性の向上した、かつ、信頼性の高い携帯電話220を実現することができる。
【0069】
より詳細に説明すると、電力増幅器などの発熱性電子部品とアイソレータを複合する場合においては、それぞれの部品の占有面積が低減される傾向にあるため、放熱用ビアホールを用いて効率良く放熱する本発明は最適である。特に、送信側電力増幅器232との複合時においては、積層基板30,140自体の温度が上がると、FETを用いた電力増幅器232では出力が低下したり、バイポーラ・トランジスタを用いた電力増幅器232では増幅素子が熱暴走で破壊したりする原因となる。そこで、積層基板30,140の温度を上げないで、熱抵抗少なく外部に放熱する本発明は極めて好都合である。
【0070】
[他の実施形態]
なお、本発明は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。例えば、終端抵抗は前記実施形態のように積層基板の内部に配置してもよいし、積層基板の表面に配置してもよい。
【0071】
また、積層基板の内部に形成されるコンデンサは、整合用コンデンサに限るものではなく、低域通過フィルタやトラップ回路などを構成するためのコンデンサであってもよい。また、本発明に係る非可逆回路素子は、アイソレータ以外に、サーキュレータやカップラー内蔵の非可逆回路素子などであってもよい。
【0072】
また、放熱用ビアホールの横断面の形状は任意であり、円形状の他に、矩形状であってもよい。矩形状にすると、終端抵抗Rの形状と放熱用ビアホールの形状をほぼ対応させることができ、スペース的に限られている場合に、最小の面積で最大の放熱性能が得られる。
【0073】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、終端抵抗の下に、誘電体層を介して放熱用ビアホールを配設している。従って、非可逆回路素子に入った反射電力を終端抵抗が吸収することによって終端抵抗が発熱しても、その熱は薄い誘電体層を介して放熱用ビアホールに、熱抵抗少なく効率良く伝導する。さらに、熱は放熱用ビアホールから金属ケースに伝導する。金属ケースに伝わった熱は、輻射(放射)、空気の対流、および金属ケースが兼ねるアース端子から非可逆回路素子が実装されているプリント基板への伝導により、外部に放熱される。この結果、高性能で信頼性が高くかつ小型の非可逆回路素子や通信装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る非可逆回路素子の一実施形態を示す分解斜視図。
【図2】図1に示した積層基板の分解斜視図。
【図3】図1に示した非可逆回路素子の垂直断面図。
【図4】図1に示した非可逆回路素子の電気等価回路図。
【図5】耐電力特性を示すグラフ。
【図6】図1に示した積層基板の変形例を示す垂直断面図。
【図7】図1に示した積層基板の別の変形例を示す垂直断面図。
【図8】図1に示した積層基板のさらに別の変形例を示す垂直断面図。
【図9】図1に示した積層基板のさらに別の変形例を示す垂直断面図。
【図10】本発明に係る非可逆回路素子の別の一実施形態を示す分解斜視図。
【図11】図10に示した積層基板の分解斜視図。
【図12】本発明に係る通信装置の電気回路ブロック図。
【符号の説明】
1,101…集中定数型アイソレータ
4,108…金属製上側ケース
8,104…金属製下側ケース
9,109…永久磁石
13…中心電極組立体
19,149…放熱用ビアホール
20,120…フェライト
21〜23,121〜123…中心電極
30,30A,30B,30C,30D,140…積層基板
41〜45,141〜144…誘電体シート
220…携帯電話
232…電力増幅器
240…非可逆回路素子
C1〜C3…整合用コンデンサ
R…終端抵抗
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a non-reciprocal circuit device, particularly a non-reciprocal circuit device such as an isolator used in a microwave band, and a communication device.
[0002]
[Prior art]
Generally, an isolator has a function of passing a signal only in a transmission direction and preventing transmission in a reverse direction, and is used in a transmission circuit unit of a mobile communication device such as a car phone or a mobile phone.
[0003]
For example, an isolator of this type is known from Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-289402. In this isolator, a terminating resistor is printed and baked on a dielectric substrate containing a matching capacitor. Then, when power is absorbed by the terminating resistor, for example, when reflected power is input to the isolator, the terminating resistor generates heat. The heat is finally dissipated by radiation (radiation) or convection from a metal case or a terminal of the isolator, or dissipated by heat conduction to a printed circuit board on which the isolator is mounted.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the transfer of heat from the terminating resistor to the metal case and the terminal is mainly based on the heat conduction of the dielectric substrate. The thermal conductivity varies depending on the dielectric, but is 20 W / mk for alumina. This is considerably worse when compared to the thermal conductivity of metal, for example, about 300 W / mk for silver. Therefore, the thermal resistance of this portion causes a rise in the temperature of the terminating resistor, and is one of the main factors that limit the withstand power of the isolator.
[0005]
Here, the withstand power is set to a continuous load state (for example, inputting 1 W of reverse power) for a sufficient time (1000 hours or 2000 hours, for example) in a prescribed use environment (eg, −45 to + 85 ° C.). , Meaning that the characteristics such as isolation are not impaired and do not change beyond the range of normal temperature characteristics.
[0006]
In an isolator or a circulator, a dielectric material having a higher dielectric constant is used in addition to alumina. However, they generally have a lower thermal conductivity than alumina, which is disadvantageous in terms of heat dissipation.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide a non-reciprocal circuit device and a communication device that can efficiently radiate heat generated by a terminating resistor to the outside.
[0008]
In the field of hybrid ICs including semiconductors, as described in JP-A-6-296106, a through-hole filled with a thick-film electrode material is provided between a dielectric substrate surface on which a semiconductor is mounted and a ground surface on the bottom surface of the substrate. (Thermal via) is provided, the bottom surface of the semiconductor is connected to the thermal via with a conductive paste (or a conductive adhesive) or a heat conductive paste, and heat generated by the semiconductor is radiated through the thermal via. This is because even if the bottom surface of the semiconductor is covered with an insulator or an electrode is provided on the bottom surface, the electrode has the same potential as the thermal via.
[0009]
However, a structure in which the thermal vias are directly connected cannot be adopted as the terminating resistor. This is because the thermal via has good electrical conductivity, and if it is directly connected to the terminating resistor, a desired resistance cannot be obtained. Further, in the structure in which the thermal via is connected to the terminating resistor via a heat conductive paste (or a heat conductive adhesive) having an insulating property, the thermal resistance increases due to voids (bubbles) generated in the heat conductive paste. Also, it is difficult to obtain a terminal resistor having a stable resistance value due to a pinhole. In addition, the manufacturing process becomes complicated.
[0010]
Means and action for solving the problem
To achieve the above object, the non-reciprocal circuit device according to the present invention includes:
(A) a permanent magnet;
(B) a ferrite to which a DC magnetic field is applied by a permanent magnet;
(C) a plurality of central electrodes arranged on the ferrite so as to cross each other in an electrically insulated state;
(D) a laminated substrate having a dielectric layer, a terminating resistor, and a heat-radiating conductor at least partially overlapping in plan view with the dielectric layer interposed between the terminating resistor;
It is characterized by having.
[0011]
The heat dissipation conductor is constituted by, for example, one or more heat dissipation via holes provided in the dielectric layer. It is preferable that the heat dissipation via hole is disposed in the metal case and is thermally connected to the metal case. Further, the thickness of the dielectric layer provided between the terminating resistor and the heat dissipation via hole is preferably 3 μm or more and 800 μm or less. If the thickness is less than 3 μm, pinholes are formed in the dielectric layer, causing a problem in withstand voltage. On the other hand, if the thickness exceeds 800 μm, the heat dissipation via hole and the terminating resistor are too far apart, which causes an increase in thermal resistance.
[0012]
Further, the dielectric layer provided between the terminating resistor and the heat dissipation via hole is made of alumina, a composite dielectric material mainly composed of alumina and glass, aluminum nitride, or a composite dielectric material of these. Is preferred. This is because the dielectric loss is small and the thermal conductivity and workability are excellent.
[0013]
With the above configuration, even if the terminating resistor generates heat by absorbing the reflected power entering the non-reciprocal circuit element, the heat is efficiently transmitted to the heat-radiating via hole through the thin dielectric layer with little thermal resistance. Conduct. Further, heat is conducted from the heat dissipation via hole to the metal case. The heat transmitted to the metal case is radiated to the outside by radiation (radiation), convection of air, and conduction from the ground terminal also serving as the metal case to the printed circuit board on which the non-reciprocal circuit element is mounted.
[0014]
Further, from the viewpoint of heat dissipation, it is preferable that the heat dissipation via holes are formed in as many dielectric layers as possible, and the ends thereof reach the surface of the laminated substrate. Further, the conductive paste filling the via holes for heat dissipation is preferably a material having good thermal conductivity such as silver, copper, a silver alloy, a copper alloy, and a thick film paste material composed of these metals and frit.
[0015]
It is preferable that the area of the cross section of the heat dissipation via hole is set to 20% or more and 400% or less of the area of the terminating resistor. This is because if the cross section of the heat dissipation via hole is smaller than 20% of the area of the terminating resistor, the improvement in power resistance is slight, and an effect corresponding to the cost of providing the heat dissipation via hole cannot be obtained. Further, even if a large heat dissipation via hole exceeding 400% is provided, the power resistance tends to be saturated, and on the other hand, cracks are likely to occur around the heat dissipation via hole. When a plurality of heat dissipation via holes are provided, the sum of the cross-sectional areas of the heat dissipation via holes is set to 20% or more and 400% or less of the area of the terminating resistor.
[0016]
Further, one end of the heat dissipation via hole may be electrically connected to the cold end side of the terminating resistor. Further, the heat dissipation via hole may be electrically connected to the hot end side of the terminating resistor, and a dielectric layer may be interposed between one end of the heat dissipation via hole and the ground. The terminating resistor may be disposed inside the laminated substrate or may be disposed on the surface of the laminated substrate.
[0017]
Further, the communication device according to the present invention includes the above-described non-reciprocal circuit device, so that performance and reliability are improved. A heat-generating electronic component such as a high-frequency power amplifier may be mounted on the laminated substrate of the non-reciprocal circuit device. The present invention is more effective under such severe operating conditions in a thermal environment.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a nonreciprocal circuit device and a communication device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0019]
[First Embodiment, FIGS. 1 to 9]
FIG. 1 is an exploded perspective view of one embodiment of the nonreciprocal circuit device according to the present invention. The non-reciprocal circuit device 1 is a lumped constant type isolator. As shown in FIG. 1, the lumped-constant isolator 1 generally includes a metal case including a metal upper case 4 and a metal lower case 8, a permanent magnet 9, a ferrite 20, and center electrodes 21 to 23. And a laminated substrate 30.
[0020]
The metal upper case 4 has a substantially box shape and includes an upper portion 4a and four side portions 4b. The lower metal case 8 includes left and right sides 8b and a bottom 8a. In order to form a magnetic circuit, the metal upper case 4 and the metal lower case 8 are formed of, for example, a material made of a ferromagnetic material such as soft iron, and their surfaces are plated with Ag or Cu.
[0021]
The center electrode assembly 13 includes three sets of center electrodes 21 to 23 arranged on the upper surface of a rectangular microwave ferrite 20 so as to intersect at approximately 120 degrees with an insulating layer (not shown) interposed therebetween. I have. In the first embodiment, the center electrodes 21 to 23 are constituted by two lines. The center electrodes 21 to 23 may be wound around the ferrite 20 using a copper foil, or may be formed by printing a silver paste on or inside the ferrite 20. However, since the positional accuracy of the center electrodes 21 to 23 is higher when printing is performed, the connection with the laminated substrate 30 is stabilized. In particular, in the case of connecting with minute center electrode connection electrodes P1 to P3 (described later) as in this case, printing and forming the center electrodes 21 to 23 has better reliability and workability.
[0022]
As shown in FIG. 2, the laminated substrate 30 includes a center electrode connecting electrodes P1 to P3, a ground connecting electrode 31, a dielectric sheet 41 provided with via holes 18, a hot side capacitor electrodes 71a to 73a, and a circuit electrode 17 as shown in FIG. Sheet 42 provided with hot-side capacitor electrodes 71b-73b, heat dissipation via holes 19, etc., ground electrode 74, heat dissipation via holes 19, etc. And the dielectric sheet 43, 45, the input terminal electrode 14, the output terminal electrode 15, the ground terminal electrode 16, and the like.
[0023]
This laminated substrate 30 is manufactured as follows. That is, the dielectric sheets 41 to 45 are made of Al 2 O 3 With SiO as the main component 2 , SrO, CaO, PbO, Na 2 O, K 2 O, MgO, BaO, CeO 2 , B 2 O 3 It is made of a low-temperature sintered dielectric material containing one or more of the above as subcomponents.
[0024]
Further, a shrinkage suppression sheet 46 for suppressing the shrinkage of the laminated substrate 30 in the substrate plane direction (the XY direction) without producing the laminated substrate 30 under the firing conditions (especially, the firing temperature of 1000 ° C. or lower) is produced. The material of the shrinkage suppression sheet 46 is a mixed material of alumina powder and stabilized zirconia powder. The thickness of the sheets 41 to 46 is about 10 μm to 200 μm.
[0025]
The electrodes P1 to P3, 14 to 17, 31, 71a to 73a, 71b to 73b, 74 are formed on the sheets 41 to 46 by a method such as pattern printing. As a material for the electrodes P1 to P3 and the like, Ag, Cu, Ag-Pd or the like, which has a low resistivity and can be co-fired with the dielectric sheets 41 to 45, is used. These electrode materials are generally fixed to the laminated substrate 30 by mixing with a glass-based material called a frit. However, in some cases, the firing temperature of the laminated substrate 30 may be higher than the melting point of the electrode material, and the electrodes P1 to P3 may be once melted and fixed to the laminated substrate 30.
[0026]
The surfaces of the electrodes P1 to P3 and the like are plated with Au using Ni plating as a base. The Ni plating increases the bonding strength between the Ag and Au plating of the electrodes P1 to P3 and the like. The Au plating improves the solder wettability and has a high conductivity, so that the isolator 1 can have low loss. Further, in the case where there is an electrode to which a DC voltage is applied among the electrodes P1 to P3, if Ag is exposed on the surface of the electrode, the electrode may cause migration. ing. The thickness of the electrodes P1 to P3 is about 5 μm to 10 μm.
[0027]
The terminating resistor R is formed on the surface of the dielectric sheet 42 by a method such as pattern printing. Cermet, carbon, ruthenium or the like is used as a material of the resistor R.
[0028]
The signal via holes 18 and the heat dissipation via holes 19 are formed by forming via hole holes in advance in the dielectric sheets 41 to 45 by laser processing or punching processing and then filling the via hole holes with a conductive paste. . Generally, the same electrode material as the electrodes P1 to P3 (Ag, Cu, Ag-Pd, etc.) is used as the material of the conductive paste.
[0029]
If the cross-sectional shape of the heat dissipation via hole 19 is circular, the processing cost is reduced. The reason is that the manufacturing cost of the mold is low and the laser drilling can cope with it, and in that case, the mold cost is unnecessary. Further, there is an advantage that bubbles are hardly generated when the conductive paste is filled in the heat dissipation via hole. Further, the diameter of the heat dissipation via hole 19 is preferably set to be 0.05 mm or more and 0.5 mm or less. If the diameter is smaller than this, it is necessary to provide a very large number of via holes in a dense manner in order to enhance the heat radiation effect, which increases the cost. If the diameter is larger than this, cracks may occur during firing due to a difference in shrinkage ratio between the dielectric portion and the heat dissipation via hole 19 portion, or cracks may occur when a thermal cycle is applied. This is because there is concern and it is difficult to secure a space for providing such a large via hole.
[0030]
The capacitor electrodes 71a, 71b, 72a, 72b, 73a, 73b face the ground electrode 74 with the dielectric sheets 42 to 44 interposed therebetween to form matching capacitors C1, C2, C3. The matching capacitors C1 to C3 and the terminating resistor R together with the electrodes P1 to P3, 17, 31 and the signal via hole 18 constitute an electric circuit inside the multilayer substrate 30.
[0031]
The above dielectric sheets 41 to 45 are stacked, and further, a shrinkage suppression sheet 46 (an upper shrinkage suppression sheet is not shown) is stacked on the upper and lower sides thereof, and then fired. As a result, a sintered body is obtained, and thereafter, the unsintered shrinkage suppressing material is removed by an ultrasonic cleaning method or a wet honing method to obtain a laminated substrate 30 as shown in FIG.
[0032]
An input terminal electrode 14, an output terminal electrode 15, and a ground terminal electrode 16 are provided on the bottom surface of the laminated substrate 30. The input terminal electrode 14 is electrically connected to the capacitor electrodes 71a and 71b via the signal via hole 18, and the output terminal electrode 15 is electrically connected to the capacitor electrodes 72a and 72b. The ground terminal electrodes 16 are electrically connected to the circuit electrode 17 and the ground electrode 74, respectively. Particularly, on the input / output terminal electrodes 14 and 15, a protruding thick-film electrode is formed by applying a conductive paste such as Ag, Ag-Pd, or Cu, and then baking.
[0033]
The heat dissipation via holes 19 provided in each of the dielectric sheets 43 to 45 are connected in the stacking direction of the dielectric sheets 41 to 45 to form a columnar heat dissipation via hole. In plan view, part of the columnar heat dissipation via hole 19 overlaps the terminating resistor R. The upper end of the columnar heat dissipation via hole 19 is close to the terminating resistor R with the dielectric sheet 42 interposed therebetween, and the lower end is exposed on the back surface of the dielectric sheet 45 and is electrically connected to the ground terminal electrode 16.
[0034]
Note that the laminated substrate 30 is usually created in a motherboard state. Half cut grooves are formed on the mother board at a predetermined pitch, and the mother board is folded along the half cut grooves to obtain a laminated substrate 30 having a desired size from the mother board. Alternatively, the motherboard may be cut with a dicer, a laser, or the like to cut out a laminated substrate 30 having a desired size from the motherboard.
[0035]
The multilayer substrate 30 thus obtained has matching capacitors C1 to C3 and a terminating resistor R inside. The matching capacitors C1 to C3 are manufactured with required capacitance accuracy. However, trimming is performed before connecting the matching capacitors C1 to C3 and the center electrodes 21 to 23. That is, the laminated substrate 30 is trimmed (eliminated) with the inner (second layer) capacitor electrodes 71a, 72a, 73a together with the surface dielectric material in a single state. For the trimming, for example, a laser of a fundamental wave, a second harmonic, and a third harmonic of a cutting machine or YAG is used. If a laser is used, quick and accurate processing can be obtained. The trimming may be efficiently performed on the laminated substrate 30 in a motherboard state.
[0036]
As described above, since the capacitor electrodes 71a to 73a located on the outermost layer among the capacitor electrodes 71a to 73b are used as the trimming capacitor electrodes, the thickness of the dielectric layer to be removed at the time of trimming can be minimized. Furthermore, since the number of electrodes that cause an obstacle to trimming is reduced (only the connection electrodes P1 to P3 and 31 in the case of the first embodiment), the capacitor electrode area that can be trimmed is widened, and the capacitance adjustment range can be widened.
[0037]
The laminated substrate 30 also has a built-in terminating resistor R. Like the matching capacitors C1 to C3, the terminating resistor R can be adjusted in resistance value by trimming with the surface dielectric. Since the resistance value increases when the width of the resistor R is reduced even at one location, the resistor R is partially cut in the width direction.
[0038]
The above components are assembled as follows. That is, as shown in FIG. 1, the permanent magnet 9 is fixed to the ceiling of the metal upper case 4 by an adhesive. On the laminated substrate 30, the center electrode assembly 13 is soldered to one of the center electrodes 21 to 23 of the center electrode assembly 13 on the center electrode connection electrodes P1 to P3 formed on the surface of the laminated substrate 30. The other end of each of the center electrodes 21 to 23 is mounted on the ground connection electrode 31 by soldering. The soldering of the center electrodes 21 to 23 and the connection electrodes P1 to P3, 31 may be efficiently performed on the laminated substrate 30 in a motherboard state.
[0039]
The laminated substrate 30 is placed on the bottom 8a of the metal lower case 8, and the ground terminal electrodes 16 provided on the back surface of the sheet 45 are fixed to the bottom 8a by solder and are electrically connected. As a result, the ground can be sufficiently secured, so that the electrical characteristics of the isolator 1 can be improved.
[0040]
Then, the side portion 8b of the lower metal case 8 and the side portion 4b of the upper metal case 4 are joined by soldering or the like to form a metal case, which also functions as an electromagnetic shield, a ground terminal, and a yoke. That is, the metal case forms a magnetic path surrounding the permanent magnet 9, the center electrode assembly 13, and the laminated substrate 30. The permanent magnet 9 applies a DC magnetic field to the ferrite 20.
[0041]
FIG. 3 is a vertical sectional view of the isolator 1, and FIG. 4 is an electric equivalent circuit diagram thereof. In the laminated substrate 30 of the isolator 1 having the above configuration, the heat dissipation via holes 19 are provided below the terminating resistor R via a dielectric layer (dielectric sheet 42). Therefore, even if the terminating resistor R generates heat by absorbing the reflected power entering the isolator 1, the heat is efficiently transmitted to the heat dissipation via hole 19 through the thin dielectric layer with little thermal resistance. . Further, heat is conducted from the heat dissipation via hole 19 to the metal lower case 8 (metal case) via the ground terminal electrode 16. The heat transmitted to the metal case is radiated to the outside by radiation (radiation), convection of air, and conduction from the ground terminal also serving as the metal case to the printed circuit board on which the isolator 1 is mounted.
[0042]
Therefore, even when the same power is absorbed, the temperature at which the terminating resistor R rises is kept lower than before, and the reliability of the isolator 1 improves. Further, it is possible to obtain the isolator 1 that can handle the reflected power larger than before without changing the size of the isolator 1 or the terminating resistor R.
[0043]
Further, from the viewpoint of heat dissipation, the heat dissipation via holes 19 are preferably formed in as many dielectric sheets as possible, and the ends thereof preferably reach the surface of the multilayer substrate 30. Further, as the conductive paste filling the inside of the heat dissipation via hole 19, a material having good thermal conductivity such as Ag, Cu, Ag-Pd is preferable. In particular, when the same thick film electrode material as the electrodes P1 to P3 is used, the thermal conductivity is about 70% of that of a pure metal. Therefore, the heat dissipation via hole 19 formed by a method of solidifying and fixing the electrode once melted in the laminated substrate 30 is more advantageous in terms of heat conduction (= heat dissipation).
[0044]
Further, in the case of the first embodiment, the two are arranged so that the projection from above the heat dissipation via hole 19 overlaps the lower metal case 8 and is an adhesive excellent in soldering or thermal conductivity. The laminated substrate 30 and the lower metal case 8 are joined by a (heat conductive adhesive). That is, the ground terminal electrode 16 provided on the bottom surface of the multilayer substrate 30 is joined to the lower metal case 8 by soldering. Thereby, the thermal connection between the heat radiating via hole 19 and the metal case becomes more reliable, and the effect of the present invention is further enhanced. Note that the laminated substrate 30 and the lower metal case 8 do not necessarily have to be soldered, and may simply be pressed or adhered.
[0045]
When the heat dissipation via hole 19 is grounded, a capacitance is generated between the heat dissipation via hole 19 and the terminating resistor R. Since this capacitance is connected in series to the terminating resistor R, it is a large loss capacitance. Usually, such capacitance is not preferable for a tank circuit (parallel resonance circuit) such as the center electrode 21 (or 22) of the isolator 1 and the matching capacitor C1 (or C2). This is because the Q of the resonance circuit is lowered. However, in the case of the present invention, since the capacitance including the loss is connected to the terminal port P3 of the isolator 1, it does not pose a fatal problem. In addition, since the original capacitance can be reduced by the capacitance generated in this portion, the matching capacitor C3 of the termination port P3 can be reduced in size, and the isolator 1 can be further reduced in size. It becomes.
[0046]
Further, the thickness of the dielectric layer (in other words, the dielectric sheet 42) provided between the terminating resistor R and the heat dissipation via hole 19 is preferably 3 μm or more and 800 μm or less. This is because if the thickness is smaller than 3 μm, a short circuit may occur in a pinhole that may exist in the dielectric sheet 42. On the other hand, if the thickness exceeds 800 μm, the heat dissipation via hole 19 is too far from the terminating resistor R, and the effect of the heat dissipation via hole 19 is hardly obtained.
[0047]
Further, the dielectric sheet 42 is preferably made of alumina, a composite dielectric material containing alumina and glass as main components, aluminum nitride, or a composite dielectric material of these. This is because alumina and aluminum nitride have excellent thermal conductivity among dielectrics and insulators, and are easy to produce a laminated substrate. In particular, when mixed with glass, it is suitable for forming a multilayer substrate and providing a desired via hole therein.
[0048]
It is preferable that the area of the cross section of the heat dissipation via hole 19 is set to 20% or more and 400% or less of the area of the terminating resistor R. This is because, as shown in FIG. 5, when the cross section of the heat dissipation via hole 19 is smaller than 20% of the area of the terminating resistor R, the power durability is slightly improved, and an effect commensurate with the cost of providing the heat dissipation via hole 19 is obtained. It is not possible. Further, even if a large heat radiating via hole 19 exceeding 400% is provided, the withstand power tends to be saturated, while cracks around the heat radiating via hole 19 easily occur.
[0049]
Note that the area of the terminating resistor R means the area of the resistor film excluding the both ends overlapping the electrodes 73a and 17, that is, the area of the area actually functioning as a resistor. In the case of the first embodiment, the diameter of the heat dissipation via hole 19 is 0.8 mm, the area of the terminating resistor R is 0.50 mm × 0.45 mm, and the cross-sectional area of the heat dissipation via hole 19 is the area of the terminating resistor R. Was set to about 55%.
[0050]
Further, in the first embodiment, when the area of the cross section of the heat dissipation via hole 19 is S and the thickness of the laminated substrate 30 is T, the relational expression S> T 2 / 16.
[0051]
Further, the heat dissipation via hole can be variously modified as shown in FIGS. The heat dissipation via hole 19A shown in FIG. 6 is not connected to any electrode, and is in a so-called electrically floating state. In general, a laminated substrate formed of a low-temperature sintered dielectric material has a larger shrinkage during firing of a thick-film conductor portion (via hole portion) than a dielectric portion, so that the via hole portion protrudes from the surface of the laminated substrate after firing. May be. Therefore, by adopting a structure in which the heat dissipation via hole 19A is sandwiched between dielectric sheets having no heat dissipation via hole 19A, the portion of the heat dissipation via hole 19A is prevented from protruding from the surface of the laminated substrate 30A.
[0052]
Further, the heat dissipation via hole 19B shown in FIG. 7 is in parallel with the signal via hole 18 connected to the cold end side of the terminating resistor R, and its position is eccentric from the center of the terminating resistor R. Thereby, the effective heat conduction path between the terminal resistor R at the upper end of the heat dissipation via hole 19B and the heat dissipation via hole 19B is shortened, and the heat resistance can be reduced. In addition, the lower end of the heat dissipation via hole 19B can be brought into thermal contact with the metal lower case 8 having a large heat capacity via the ground terminal electrode 16, and an excellent heat dissipation effect can be obtained.
[0053]
Further, the heat dissipation via hole 19C shown in FIG. 8 is connected to the hot-side capacitor electrode 73b connected to the hot end side of the terminating resistor R. Thereby, the thermal resistance between the terminal resistance R at the upper end of the heat dissipation via hole 19C and the heat dissipation via hole 19C can be reduced.
[0054]
Further, a dielectric layer is sandwiched between the lower end of the heat dissipation via hole 19C and the ground terminal electrode 16. As a result, the terminal resistor R and the heat dissipation via hole 19C have the same potential, and no capacitance is generated between them. On the other hand, the capacitance generated between the lower end of the heat radiating via hole 19C and the ground terminal electrode 16 does not include the loss, but only slightly widens the isolation bandwidth of the isolator.
[0055]
Further, the laminated substrate 30D shown in FIG. 9 is used when the diameter of the heat dissipation via hole cannot be increased due to design constraints or when only the heat dissipation via hole having a diameter of about 0.2 mm to 0.5 mm can be achieved due to manufacturing constraints. In order to realize good heat dissipation, two heat dissipation via holes 19D are provided.
[0056]
[Second Embodiment, FIGS. 10 and 11]
As shown in FIG. 10, the lumped-constant isolator 101 generally includes a metal case including a metal lower case 104 and a metal upper case 108, a permanent magnet 109, a ferrite 120, and center electrodes 121 to 123. A multilayer board 140 provided with matching capacitors C1 to C3, Cs, a trapping coil L and a terminating resistor R, and a resin terminal case 103 are provided.
[0057]
The metal lower case 104 has left and right side portions 104a and a bottom portion 104b, and is substantially U-shaped. The metal lower case 104 is formed integrally with the resin terminal case 103 by an insert molding method. Two ground terminals 117 extend from a pair of opposite sides of the bottom portion 104b of the metal lower case 104, respectively.
[0058]
At the bottom of the resin terminal case 103, the bottom 104b of the metal lower case 104 and the ground extraction electrode 117a are exposed. Further, input terminals 115 and output terminals 116 are insert-molded in the resin terminal case 103. The input terminal 115 and the output terminal 116 have one end exposed to the outer surface of the resin terminal case 103 and the other end exposed to the bottom of the resin terminal case 103 to be an input extraction electrode 115a and an output extraction electrode 116a. .
[0059]
As shown in FIG. 11, the laminated substrate 140 includes a dielectric sheet 141 provided with a center electrode 123, a terminating resistor R, a relay electrode 157, and a signal via hole 148, a center electrode 121, a trap coil L, and a ground-side capacitor electrode. 156, a dielectric sheet 142 provided with a heat dissipation via hole 149, etc., a dielectric sheet 143 provided with a center electrode 122, a heat dissipation via hole 149, etc., an input side connection electrode 151, an output side connection electrode 152, and a ground side connection electrode. 153 to 155 are formed on a dielectric sheet 144 provided on the back surface.
[0060]
The L-shaped port portion P1 of the center electrode 121 faces the ground-side connection electrodes 153 and 155 with the dielectric sheets 142 to 144 interposed therebetween, and constitutes matching capacitors C1 and Cs, respectively. The port portion P2 of the center electrode 122 faces the ground-side capacitor electrode 156 with the dielectric sheet 142 interposed therebetween to form a matching capacitor C2. The port portion P3 of the center electrode 123 faces the ground-side connection electrode 154 with the dielectric sheets 141 to 144 interposed therebetween to form a matching capacitor C3. The matching capacitors C1 to C3 and Cs and the terminating resistor R, together with the electrodes 151, 152 and 157 and the via hole 148, form an electric circuit inside the laminated substrate 140.
[0061]
The heat dissipation via holes 149 provided in each of the dielectric sheets 142 to 144 are connected in the stacking direction of the dielectric sheets 141 to 144 to form a columnar heat dissipation via hole. In plan view, part of the columnar heat dissipation via hole 149 overlaps the terminating resistor R. The upper end of the columnar heat dissipation via hole 149 is close to the terminating resistor R with the dielectric sheet 141 interposed therebetween, and the lower end is exposed on the back surface of the dielectric sheet 144 and is electrically connected to the ground-side connection electrode 154.
[0062]
After the above dielectric sheets 141 to 144 are laminated, they are integrally fired to form a laminated substrate 140 as shown in FIG. The laminated substrate 140 is housed in the bottom of the resin terminal case 103 together with the ferrite 120. The back surface of the ferrite 120 is in surface contact with the bottom 104b of the lower metal case 104, and the laminated substrate 140 is disposed on the top surface of the ferrite 120.
[0063]
At this time, the input-side connection electrodes 151 provided on the bottom surface of the laminated substrate 140 are soldered to the input lead-out electrodes 115a exposed on the bottom of the resin terminal case 103. The output side connection electrode 152 and the ground side connection electrodes 153 to 155 are also soldered to the output extraction electrode 116a and the ground extraction electrode 117a, respectively. Similarly, the lower end of the columnar heat dissipation via hole 149 exposed on the bottom surface of the laminated substrate 140 is also soldered to the ground extraction electrode 117a.
[0064]
Further, a metal upper case 108 is mounted from above. On the ceiling of the metal upper case 108, a permanent magnet 109 is arranged. The permanent magnet 109 applies a DC magnetic field to the ferrite 120. After the metal upper case 108 and the metal lower case 104 are fitted, they are electrically connected by a method such as solder reflow. Thus, the metal upper case 108 and the metal lower case 104 form a metal case, and constitute a magnetic circuit.
[0065]
Thus, the isolator 101 is obtained. The isolator 101 having the above configuration has the same operation and effect as the isolator 1 of the first embodiment.
[0066]
[Third embodiment, FIG. 12]
In the third embodiment, a mobile phone will be described as an example of the communication device according to the present invention.
[0067]
FIG. 12 is an electric circuit block diagram of the RF portion of the mobile phone 220. In FIG. 12, 222 is an antenna element, 223 is a duplexer, 231 is a transmission-side isolator, 232 is a transmission-side power amplifier, 233 is a transmission-side interstage bandpass filter, 234 is a transmission-side mixer, 235 is a reception-side power amplifier, 236 is a reception-side interstage bandpass filter, 237 is a reception-side mixer, 238 is a voltage controlled oscillator (VCO), and 239 is a local bandpass filter.
[0068]
Here, the irreversible circuit element 240 uses the lumped-constant type isolators 1 and 101 of the first and second embodiments as the transmission-side isolator 231, and the transmission-side power amplifier 232 is mounted on the laminated substrates 30 and 140. It is a compound type mounted. By mounting the non-reciprocal circuit element 240, a highly reliable mobile phone 220 with improved electrical characteristics can be realized.
[0069]
More specifically, in the case where a heat-generating electronic component such as a power amplifier is combined with an isolator, the area occupied by each component tends to be reduced. Is optimal. In particular, when combined with the transmission-side power amplifier 232, if the temperature of the laminated substrates 30 and 140 themselves rises, the output of the power amplifier 232 using FETs decreases, and the power amplifier 232 using bipolar transistors decreases. This may cause the amplifying element to break down due to thermal runaway. Therefore, the present invention in which heat is radiated to the outside with low thermal resistance without increasing the temperature of the laminated substrates 30 and 140 is extremely advantageous.
[0070]
[Other embodiments]
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified within the scope of the gist. For example, the terminating resistor may be disposed inside the laminated substrate as in the above embodiment, or may be disposed on the surface of the laminated substrate.
[0071]
The capacitor formed inside the multilayer substrate is not limited to the matching capacitor, but may be a capacitor for forming a low-pass filter, a trap circuit, or the like. Further, the non-reciprocal circuit device according to the present invention may be a circulator or a non-reciprocal circuit device with a built-in coupler other than the isolator.
[0072]
The shape of the cross section of the heat dissipation via hole is arbitrary, and may be a rectangular shape in addition to a circular shape. With a rectangular shape, the shape of the terminating resistor R and the shape of the heat dissipation via hole can be made to substantially correspond to each other, and when space is limited, maximum heat dissipation performance can be obtained with a minimum area.
[0073]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the heat dissipation via hole is provided below the terminating resistor via the dielectric layer. Therefore, even if the terminating resistor generates heat by absorbing the reflected power entering the non-reciprocal circuit element, the heat is efficiently transmitted to the heat dissipation via hole through the thin dielectric layer with low thermal resistance. Further, heat is conducted from the heat dissipation via hole to the metal case. The heat transmitted to the metal case is radiated to the outside by radiation (radiation), convection of air, and conduction from the ground terminal also serving as the metal case to the printed circuit board on which the non-reciprocal circuit element is mounted. As a result, a high-performance, highly-reliable and small non-reciprocal circuit device or communication device can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing one embodiment of a non-reciprocal circuit device according to the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the laminated substrate shown in FIG.
FIG. 3 is a vertical sectional view of the non-reciprocal circuit device shown in FIG.
FIG. 4 is an electrical equivalent circuit diagram of the non-reciprocal circuit device shown in FIG.
FIG. 5 is a graph showing power resistance characteristics.
FIG. 6 is a vertical sectional view showing a modified example of the laminated substrate shown in FIG. 1;
FIG. 7 is a vertical sectional view showing another modified example of the laminated substrate shown in FIG. 1;
FIG. 8 is a vertical sectional view showing still another modified example of the laminated substrate shown in FIG. 1;
FIG. 9 is a vertical sectional view showing still another modified example of the laminated substrate shown in FIG. 1;
FIG. 10 is an exploded perspective view showing another embodiment of the non-reciprocal circuit device according to the present invention.
11 is an exploded perspective view of the multilayer substrate shown in FIG.
FIG. 12 is an electric circuit block diagram of a communication device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1,101… Lumped constant type isolator
4,108… Metal upper case
8,104 ... Metal lower case
9,109 ... permanent magnet
13 ... Center electrode assembly
19, 149: Thermal via holes
20,120 ... Ferrite
21-23, 121-123 ... Center electrode
30, 30A, 30B, 30C, 30D, 140 ... laminated substrate
41 to 45, 141 to 144 ... dielectric sheet
220… mobile phone
232 ... Power amplifier
240 ... non-reciprocal circuit element
C1 to C3 ... matching capacitors
R: Terminating resistor

Claims (18)

永久磁石と、
前記永久磁石により直流磁界が印加されるフェライトと、
前記フェライト上に電気的絶縁状態で交差して配置されている複数の中心電極と、
誘電体層と、終端抵抗と、該終端抵抗に誘電体層を間に挟んで平面視で少なくとも一部が重なる放熱用導体とを有した積層基板と、
を備えたことを特徴とする非可逆回路素子。
A permanent magnet,
A ferrite to which a DC magnetic field is applied by the permanent magnet;
A plurality of center electrodes arranged in an electrically insulated state crossing on the ferrite,
A dielectric substrate, a terminating resistor, and a laminated substrate having a heat-radiating conductor at least partially overlapping in plan view with the dielectric layer interposed between the terminating resistors,
A non-reciprocal circuit device comprising:
前記放熱用導体が、前記誘電体層に設けた一つ以上の放熱用ビアホールで構成されていることを特徴とする請求項1に記載の非可逆回路素子。2. The non-reciprocal circuit device according to claim 1, wherein the heat-dissipating conductor includes one or more heat-dissipating via holes provided in the dielectric layer. 3. 前記放熱用ビアホールの終端抵抗側に配置されている端部とは反対側の端部が、前記積層基板の表面に達していることを特徴とする請求項2に記載の非可逆回路素子。3. The non-reciprocal circuit device according to claim 2, wherein an end of the heat dissipation via hole opposite to the end arranged on the terminating resistor reaches the surface of the multilayer substrate. 4. 前記積層基板が、前記終端抵抗と前記放熱用ビアホールの間に配設されている誘電体層の他に、前記放熱用ビアホールが設けられていない誘電体層を有していることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の非可逆回路素子。The laminated substrate includes, in addition to the dielectric layer provided between the terminating resistor and the heat dissipation via hole, a dielectric layer not provided with the heat dissipation via hole. The non-reciprocal circuit device according to claim 2. 前記終端抵抗と前記放熱用ビアホールの間に配設されている誘電体層の厚みが3μm以上800μm以下であることを特徴とする請求項2〜請求項4のいずれかに記載の非可逆回路素子。The non-reciprocal circuit device according to any one of claims 2 to 4, wherein a thickness of a dielectric layer provided between the terminating resistor and the heat dissipation via hole is 3 µm or more and 800 µm or less. . 前記放熱用ビアホールの一端が前記終端抵抗のコールドエンド側に電気的に接続されていることを特徴とする請求項2〜請求項5のいずれかに記載の非可逆回路素子。The non-reciprocal circuit device according to any one of claims 2 to 5, wherein one end of the heat dissipation via hole is electrically connected to a cold end side of the terminating resistor. 前記放熱用ビアホールが前記終端抵抗のホットエンド側に電気的に接続され、かつ、前記放熱用ビアホールの一端とアースの間には誘電体層が挟まれていることを特徴とする請求項2〜請求項5のいずれかに記載の非可逆回路素子。The heat dissipation via hole is electrically connected to a hot end side of the terminating resistor, and a dielectric layer is interposed between one end of the heat dissipation via hole and ground. The non-reciprocal circuit device according to claim 5. 前記放熱用ビアホールの横断面の面積が前記終端抵抗の面積の20%以上400%以下であることを特徴とする請求項2〜請求項7のいずれかに記載の非可逆回路素子。8. The non-reciprocal circuit device according to claim 2, wherein an area of a cross section of the heat dissipation via hole is 20% or more and 400% or less of an area of the terminal resistor. 9. 前記放熱用ビアホールの横断面形状が、略矩形状もしくは略円形状であることを特徴とする請求項2〜請求項8のいずれかに記載の非可逆回路素子。The non-reciprocal circuit device according to any one of claims 2 to 8, wherein a cross-sectional shape of the heat dissipation via hole is substantially rectangular or substantially circular. 前記放熱用ビアホールの横断面形状が略円形状であり、かつ、直径が0.05mm以上0.5mm以下であることを特徴とする請求項2〜請求項8のいずれかに記載の非可逆回路素子。9. The non-reciprocal circuit according to claim 2, wherein a cross-sectional shape of the heat dissipation via hole is substantially circular, and a diameter is 0.05 mm or more and 0.5 mm or less. 10. element. 前記終端抵抗と前記放熱用ビアホールの間に配設されている誘電体層が、アルミナ、アルミナとガラスを主成分とする複合誘電体材、窒化アルミおよびこれらの複合誘電体材のいずれか一つであることを特徴とする請求項2〜請求項10のいずれかに記載の非可逆回路素子。The dielectric layer disposed between the terminating resistor and the heat dissipation via hole may be any one of alumina, a composite dielectric material containing alumina and glass as main components, aluminum nitride, and a composite dielectric material thereof. The non-reciprocal circuit device according to any one of claims 2 to 10, wherein 前記放熱用ビアホールの材料が銀、銅、銀合金、銅合金およびこれら金属とフリットからなる厚膜ペースト材料のいずれか一つであることを特徴とする請求項2〜請求項11のいずれかに記載の非可逆回路素子。The material of the heat dissipation via hole is any one of silver, copper, a silver alloy, a copper alloy, and a thick film paste material composed of these metals and a frit. The non-reciprocal circuit device according to claim 1. 前記永久磁石と前記フェライトと前記中心電極とを囲む金属ケースを備え、前記放熱用ビアホールの投影が前記金属ケースに重なるように、前記放熱用ビアホールを前記金属ケース内に配置していることを特徴とする請求項2〜請求項12のいずれかに記載の非可逆回路素子。A metal case surrounding the permanent magnet, the ferrite, and the center electrode, wherein the heat dissipation via hole is arranged in the metal case such that a projection of the heat dissipation via hole overlaps the metal case. The nonreciprocal circuit device according to any one of claims 2 to 12. 前記放熱用ビアホールと前記金属ケースが熱的に接続されていることを特徴とする請求項13に記載の非可逆回路素子。The non-reciprocal circuit device according to claim 13, wherein the heat dissipation via hole and the metal case are thermally connected. 前記積層基板には整合用コンデンサが設けられていることを特徴とする請求項2〜請求項14のいずれかに記載の非可逆回路素子。The non-reciprocal circuit device according to claim 2, wherein a matching capacitor is provided on the laminated substrate. 前記積層基板上に発熱性電子部品が搭載されていることを特徴とする請求項2〜請求項15のいずれかに記載の非可逆回路素子。16. The non-reciprocal circuit device according to claim 2, wherein a heat-generating electronic component is mounted on the laminated substrate. 前記発熱性電子部品が高周波電力増幅器であることを特徴とする請求項16に記載の非可逆回路素子。The non-reciprocal circuit device according to claim 16, wherein the heat-generating electronic component is a high-frequency power amplifier. 請求項1〜請求項17のいずれかに記載の非可逆回路素子を備えたことを特徴とする通信装置。A communication device comprising the non-reciprocal circuit device according to claim 1.
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