JP2012165063A - フェライト・磁石素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヨークを個別品としてではなく、フェライトや永久磁石と一体的に取り扱うことのできるフェライト・磁石素子及びその製造方法を得る。
【解決手段】対向した一対の主面を有するフェライト３２の少なくとも一の主面に中心電極を配置し、該フェライト３２の一対の主面にそれぞれ永久磁石４１Ａ，４１Ｂを固着してなるフェライト・磁石素子３０。永久磁石４１Ａのフェライト３２とは対向していない主面４１ａに接着剤４３を介して固着された平面状磁性体５１と、永久磁石４１Ｂのフェライト３２とは対向していない主面４１ｂから永久磁石４１Ｂの両端面４３ｂ、フェライト３２の両端面、さらに永久磁石４１Ａの両端面４３ｃに接着剤４４を介して固着されたコ字型磁性板５２とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、フェライト・磁石素子、特に、マイクロ波帯で使用されるアイソレータやサーキュレータなどの非可逆回路素子に組み込まれるフェライト・磁石素子及びその製造方法に関する。

従来、アイソレータなどの非可逆回路素子は、予め定められた特定方向にのみ信号を伝送し、逆方向には伝送しない特性を有している。この特性を利用して、例えば、アイソレータは、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。

この種のアイソレータでは、複数の中心電極をフェライトの主面に配置し、該フェライトに永久磁石から直流磁界を印加することで複数の中心電極を結合させている。この場合、永久磁石から発生する磁束の漏れを極力防止することが望ましく、特許文献１に記載のように、板金加工で作製した金属製のヨークをフェライトと永久磁石の周囲に配置していた。しかし、板金加工で作製した金属製のヨークは大型化し、フェライトや永久磁石とは独立した個別品として取り扱う必要があり、組立てなどにも手間がかかり量産性に支障を生じている。

一方、特許文献２には、ヨークとして磁粉入りの樹脂材からなる箱状の成形品を用いた非可逆回路素子が記載されている。しかし、このヨークも独立した個別品であり、組立てなどの手間がかかることは前記金属製のヨークを用いる場合と同様である。

特開２００７−２０８９４３号公報 特開２００２−３３０００５号公報

そこで、本発明の目的は、ヨークを個別品としてではなく、フェライトや永久磁石と一体的に取り扱うことのできるフェライト・磁石素子及びその製造方法を提供することにある。

本発明の第１形態であるフェライト・磁石素子は、
対向した一対の主面を有するフェライトの少なくとも一の主面に中心電極を配置し、該フェライトの一対の主面にそれぞれ第１及び第２の永久磁石を固着してなるフェライト・磁石素子において、
第１の永久磁石のフェライトとは対向していない主面に接着剤を介して固着された平面状磁性板と、
第２の永久磁石のフェライトとは対向していない主面から第２の永久磁石の両端面、フェライトの両端面、さらに第１の永久磁石の両端面に接着剤を介して固着されたコ字型磁性板と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の第２形態であるフェライト・磁石素子の製造方法は、
対向した一対の主面を有するフェライトの少なくとも一の主面に中心電極を配置し、該フェライトの一対の主面にそれぞれ第１及び第２の永久磁石を固着してなるフェライト・磁石素子の製造方法において、
フェライトを第１及び第２の永久磁石で挟着した集合基板を作製する工程と、
第１の永久磁石のフェライトとは対向していない主面に接着剤を介して平面状磁性板を固着する工程と、
平面状磁性板を含めて前記集合基板を短冊状基板にカットする工程と、
前記短冊状基板の第２の永久磁石のフェライトとは対向していない主面に未硬化の接着剤を塗布する工程と、
コ字型磁性板を、未硬化の接着剤を塗布した第２の永久磁石のフェライトとは対向していない主面から第２の永久磁石の両端面、フェライトの両端面、さらに第１の永久磁石の両端面に固着する工程と、
平面状磁性板及びコ字型磁性板を含めて前記短冊状基板を一単位のフェライト・磁石素子にカットする工程と、
を備えたことを特徴とする。

前記フェライト・磁石素子において、一体化されたフェライトと一対の永久磁石はその周囲を平面状磁性板とコ字型磁性板とで囲まれ、これらの磁性板がヨークとして機能し、永久磁石から発生する磁束の漏れを防止する。製造過程において、フェライトとその両主面にそれぞれ配置した第１及び第２の永久磁石にて形成された集合基板に、まず、平面状磁性板を固着した状態で短冊状基板にカットし、この短冊状基板にコ字型磁性板を固着した状態で最終的に一単位のフェライト・磁石素子にカットする。それゆえ、一単位のフェライト・磁石素子とされた状態で平面状磁性板及びコ字型磁性板はフェライトや永久磁石と一体化されている。換言すれば、平面状磁性板及びコ字型磁性板はフェライト・磁石素子の製造工程中にフェライト・磁石素子に組み付けられ、別途組立て工程を必要とすることがなく、非可逆回路素子の量産性が向上する。

本発明によれば、ヨークを個別品としてではなく、フェライトや永久磁石と一体的に取り扱うことができ、ひいては、非可逆回路素子の量産性が向上する。

一実施例であるフェライト・磁石素子を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は要部の分解斜視図である。 前記フェライト・磁石素子の要部の分解斜視図である。 前記フェライト・磁石素子の製造工程（貼り合わせ工程）を示す説明図である。 前記フェライト・磁石素子の製造工程（短冊状カット工程）を示す説明図である。 前記フェライト・磁石素子の製造工程（接着剤塗布工程）を示す斜視図である。 前記フェライト・磁石素子の製造工程（コ字型磁性板取付け工程）を示す斜視図である。

以下、本発明に係るフェライト・磁石素子及びその製造方法の実施例について添付図面を参照して説明する。なお、各図において、同じ部材、部分については共通する符号を付し、重複する説明は省略する。

一実施例であるフェライト・磁石素子３０は、図１に示すように、非可逆回路素子を構成する一つの素子であり、非可逆回路素子としては、この素子以外に、図示していない回路基板や外装樹脂、必要に応じて実装されるインダクタやコンデンサを含んでいる。なお、本発明を用いて製造可能なフェライト・磁石素子３０（非可逆回路素子）としての基本的な構成は従来から種々の態様があり、集中定数型のアイソレータとしては、前述した特許文献１に記載されている２ポート型のアイソレータを挙げることができる。

この２ポート型のアイソレータ（フェライト・磁石素子３０）は、図２に示すように、一対の永久磁石４１Ａ，４１Ｂにより直流磁界が印加されるフェライト３２と、該フェライト３２に互いに絶縁状態で交差して配置された第１中心電極３５及び第２中心電極３６を備えている。第１中心電極３５は、フェライト３２に１ターン巻回されており、一端電極３５ａが入力ポートＰ１とされ、他端電極３５ｂが出力ポートＰ２とされている。第２中心電極３６は、フェライト３２に第１中心電極３５と所定の角度で交差した状態で４ターン（ターン数は任意である）巻回されており、一端電極（前記他端電極３５ｂと共用）が出力ポートＰ２とされ、他端電極３６ａがグランドポートＰ３とされている。なお、図２では煩雑さを避けるためにフェライト３２の背面側の電極は図示を省略している。

さらに、入力ポートＰ１と出力ポートＰ２との間に図示しない終端抵抗が第１中心電極３５と並列に接続され、入力ポートＰ１と出力ポートＰ２との間に、図示しない第１整合用コンデンサが接続され、出力ポートＰ２とグランドポートＰ３との間に図示しない第２整合用コンデンサが接続されている。

そして、第１及び第２中心電極３５，３６を設けたフェライト３２はその両主面を一対の永久磁石４１Ａ，４１Ｂにて接着剤４２を介して挟着されたフェライト・磁石素子３０として構成されている。前記終端抵抗や前記コンデンサはフェライト・磁石素子３０とは別部品として構成されている。

なお、非可逆回路素子は特許文献２に記載の３ポート型のアイソレータであってもよく、あるいは、磁気共鳴型のアイソレータなどであってもよい。

前記フェライト・磁石素子３０の周囲には、図１に示すように、平面状磁性板５１とコ字型磁性板５２が配置され、磁性板５１，５２はヨークとして機能し、永久磁石４１Ａ，４１Ｂから発生する磁束の漏れを防止する。詳しくは、平面状磁性板５１は永久磁石４１Ａのフェライト３２とは対向していない主面４１ａに接着剤４３を介して固着されている。コ字型磁性板５２は永久磁石４１Ｂのフェライト３２とは対向していない主面４１ｂから永久磁石４１Ｂの両端面４３ｂ、フェライト３２の両端面、さらに永久磁石４１Ａの両端面４３ｃに接着剤４４を介して固着されている。

磁性板５１，５２はＮｉやＳＰＣＣなどを用いることができる。接着剤４３はエポキシ系樹脂が以下に説明するようにシート状として用いられる。接着剤４４としてもエポキシ系樹脂が用いられ、以下に説明するように未硬化の状態で塗布される。フェライト３２、永久磁石４１Ａ，４１Ｂ、接着剤４２は従来周知の材料が用いられている。

ここで、フェライト・磁石素子３０の製造工程について図３〜図６を参照して説明する。まず、図３に示すように、表面に中心電極３５，３６を形成したフェライト３２を永久磁石４１Ａ，４１Ｂで挟着した集合基板３０Ａを作製する。次に、永久磁石４１Ａのフェライト３２とは対向していない主面４１ａにシート状の接着剤４３を介して平面状磁性板５１を貼着する。ここで、集合基板３０Ａは、この種の素子の製造方法で通常採用されている、多数個取りのための基板である。

次に、集合基板３０Ａを図３の状態から表裏を反転させ、図４に示すように、ダイシングシート６０上に仮固定し、平面状磁性板５１を含めて集合基板３０Ａを短冊状基板３０Ｂ（図５参照）にカット（ダイシング）する。このときのカットは、図１（Ａ）及び図３に示す矢印Ｘ方向に、図１（Ａ）、図４及び図５に示す間隔Ｗ１で行われる。

次に、前述のごとくカットされた短冊状基板３０Ｂの永久磁石４１Ｂのフェライト３２とは対向していない主面４１ｂ上に接着剤４４を未硬化の状態で塗布する（図５参照）。そして、図６に示すように、それぞれの短冊状基板３０Ｂにコ字型磁性板を、未硬化の接着剤４４を塗布した永久磁石４１Ｂの主面４１ｂから永久磁石４１Ｂの両端面４３ｂ、フェライト３２の両端面、さらに永久磁石４１Ａの両端面４３ｃに沿って装着し、接着剤４４にて固着する。このとき、主面４１ｂ上に塗布された接着剤４４は未硬化の状態にあるため、コ字型磁性板５２の装着に伴って主面４１ｂから端面へと流れ込む。

次に、平面状磁性板５１及びコ字型磁性板５２を含めて前記短冊状基板３０Ｂを一単位のフェライト・磁石素子３０にカット（ダイシング）する。このときのカットは、図６に示す矢印Ｙ方向に、図１（Ａ）及び図６に示す間隔Ｗ２で行われる。以上の工程を経ることによって図１（Ａ）に示すフェライト・磁石素子３０が得られる。

以上のごとく製造されたフェライト・磁石素子３０は、一単位のフェライト・磁石素子３０とされた状態で平面状磁性板５１及びコ字型磁性板５２はフェライト３２や永久磁石４１Ａ，４１Ｂと一体化されている。換言すれば、平面状磁性板５１及びコ字型磁性板５２はフェライト・磁石素子３０の製造工程中にフェライト・磁石素子３０に組み付けられ、別途組立て工程を必要とすることがない。よって、非可逆回路素子の製造工程が簡略化され、量産性が向上する。

なお、本発明に係るフェライト・磁石素子及びその製造方法は前記実施例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できることは勿論である。

以上のように、本発明は、フェライト・磁石素子及びその製造方法に有用であり、特に、組立て工程が容易になり、量産性が向上する点で優れている。

３０…フェライト・磁石素子
３０Ａ…集合基板
３０Ｂ…短冊状基板
３５，３６…中心電極
４１Ａ，４１Ｂ…永久磁石
４１ａ，４１ｂ…主面
４３，４４…接着剤
５１…平面状磁性板
５２…コ字型磁性板

Claims (2)

1. 対向した一対の主面を有するフェライトの少なくとも一の主面に中心電極を配置し、該フェライトの一対の主面にそれぞれ第１及び第２の永久磁石を固着してなるフェライト・磁石素子において、
   第１の永久磁石のフェライトとは対向していない主面に接着剤を介して固着された平面状磁性板と、
   第２の永久磁石のフェライトとは対向していない主面から第２の永久磁石の両端面、フェライトの両端面、さらに第１の永久磁石の両端面に接着剤を介して固着されたコ字型磁性板と、
   を備えたことを特徴とするフェライト・磁石素子。
2. 対向した一対の主面を有するフェライトの少なくとも一の主面に中心電極を配置し、該フェライトの一対の主面にそれぞれ第１及び第２の永久磁石を固着してなるフェライト・磁石素子の製造方法において、
   フェライトを第１及び第２の永久磁石で挟着した集合基板を作製する工程と、
   第１の永久磁石のフェライトとは対向していない主面に接着剤を介して平面状磁性板を固着する工程と、
   平面状磁性板を含めて前記集合基板を短冊状基板にカットする工程と、
   前記短冊状基板の第２の永久磁石のフェライトとは対向していない主面に未硬化の接着剤を塗布する工程と、
   コ字型磁性板を、未硬化の接着剤を塗布した第２の永久磁石のフェライトとは対向していない主面から第２の永久磁石の両端面、フェライトの両端面、さらに第１の永久磁石の両端面に固着する工程と、
   平面状磁性板及びコ字型磁性板を含めて前記短冊状基板を一単位のフェライト・磁石素子にカットする工程と、
   を備えたことを特徴とするフェライト・磁石素子の製造方法。

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