專利名稱：制造不可逆電路裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造不可逆電路裝置的方法，例如用于高頻范圍如微波中使用的隔離器。
移動電話用戶數(shù)量正持續(xù)增長，除了增加新用戶外，更換新機型的需要也在增長。因此，更多地要求移動電話機所必須的裝置具有更短的交貨時間和減少成本。在移動電話中必須的用作隔離器等的不可逆電路裝置也需要滿足上述要求。
通常，集總常數(shù)型環(huán)形器包括多個中心導(dǎo)體，這些導(dǎo)體位于一個鐵氧體片附近并且相互交叉安置，一個磁體，對鐵氧體片施加一個DC磁場，和一個外殼，在其中容納上述元件。另外，隔離器在環(huán)形器三個端口中的一個預(yù)定端口上的電阻器端接形成。
構(gòu)成上述不可逆電路裝置的中心導(dǎo)體通常通過蝕刻或沖壓金屬箔形成?？墒牵?dāng)通過蝕刻方法制造中心導(dǎo)體時，因為復(fù)雜的蝕刻過程使制造時間很長，并且從訂貨實體交貨的滯后時間長了，由此當(dāng)產(chǎn)量集聚增加時不能實現(xiàn)平穩(wěn)交貨。另外，還有制造成本高的問題，并且降低成本很難實現(xiàn)。此外，在蝕刻過程中，因為所謂過腐蝕、腐蝕不夠等，容易出現(xiàn)電路線路寬度改變例如線路寬度梯形橫截面，結(jié)果在某些情況下可能出現(xiàn)不可逆電路裝置性能的改變。
另一方面，當(dāng)通過沖壓方法制造中心導(dǎo)體時，與蝕刻方法相比，可以獲得制造時間更短的優(yōu)點，可以減少成本，線路寬度的改變也更小，因此可以減少不可逆電路裝置性能變化。可是，當(dāng)中心導(dǎo)體自身交貨時可能產(chǎn)生問題，在運輸過程中出現(xiàn)損壞或彎曲。另外，當(dāng)在制造步驟中利用自動機械饋送中心導(dǎo)體時，多個中心導(dǎo)體必須預(yù)先對準(zhǔn)，而對準(zhǔn)所需要的時間很長，由此利用自動機械所獲得的優(yōu)點被減半。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種制造不可逆電路裝置的方法，該方法可以解決在蝕刻方法和沖壓方法中出現(xiàn)的問題，可以明顯改善生產(chǎn)率，可以制造具有優(yōu)良性能的不可逆電路裝置。
按照本發(fā)明，在制造包括施加DC磁場的磁體、相鄰該磁體安置的中心導(dǎo)體和容納磁體和中心導(dǎo)體的外殼的不可逆電路裝置的方法中，該方法包括步驟由模具沖壓箍帶金屬箔以便形成集成多個不可逆電路裝置的中心導(dǎo)體，將中心導(dǎo)體從箍帶帶形金屬箔上分離，將中心導(dǎo)體相鄰磁體安置，和將中心導(dǎo)體和磁體安放在外殼內(nèi)。
如上所述，當(dāng)通過沖壓箍帶帶形金屬箔形成集成狀態(tài)的多個不可逆電路裝置的中心導(dǎo)體時，防止了在運輸期間所出現(xiàn)的中心導(dǎo)體損壞和彎曲，并且當(dāng)由自動機械在制造步驟中饋送中心導(dǎo)體時，可以饋送預(yù)先對準(zhǔn)的中心導(dǎo)體。
另外，按照本發(fā)明，金屬箔可以包括從鐵、銅和鋁構(gòu)成的組中選擇的至少一種元素，并且可以在金屬箔上安置具有電阻率5.5μΩ·cm或更小的金屬薄膜。在這種結(jié)構(gòu)中，當(dāng)使用薄金屬箔時不會出現(xiàn)中心導(dǎo)體的損壞和彎曲，另外也可以減少導(dǎo)體損耗。
在本發(fā)明中，金屬箔可以是平軋銅箔。在此情況下，通過使金屬箔正面和反面平滑可以進(jìn)一步減少導(dǎo)體損耗，即使減少厚度時，也可以保證一定水平的強度。
另外，按照本發(fā)明，制造不可逆電路裝置的方法可以進(jìn)一步包括步驟從磁體安放場所形成徑向伸展的中心導(dǎo)體，彎曲中心導(dǎo)體以便包裹磁體，并且在彎曲而相互重疊的中心導(dǎo)體之間利用絕緣片絕緣，其中絕緣片的基底材料包括從聚酰亞胺、聚酯、芳香族聚酰胺、聚酰胺酰亞胺和氟化樹脂組成的一組中選擇的至少一種成份，基底材料具有0.05mm或更小的厚度。因此，可以減少包括絕緣片的不可逆電路裝置的總厚度，并且可以可靠地保持相互重疊的中心導(dǎo)體之間的電絕緣。


圖1是表示按照實施例的隔離器的分解透視圖；圖2A是用于隔離器中的中心導(dǎo)體的平面圖；圖2B是表示中心導(dǎo)體被彎曲狀態(tài)的透視圖；圖3是隔離器等效電路圖；圖4A是表示在沖壓之前制造用于隔離器的中心導(dǎo)體的步驟的圖；和圖4B是表示沖壓之后制造用于隔離器的中心導(dǎo)體的步驟的圖。
優(yōu)選實施例說明參照圖1到4B，將描述按照本發(fā)明實施例的隔離器的結(jié)構(gòu)和制造方法。
圖1是隔離器的分解透視圖。在圖1中，上部軛鐵2具有磁性金屬制造的盒型，在上部軛鐵2中安置一個矩形永久磁體3。磁組件5包括一個圓盤型鐵氧體54和中心導(dǎo)體51、52和53。中心導(dǎo)體51、52和53與磁性圓盤型臺連接，鐵氧體54安置在磁體臺上。中心導(dǎo)體51、52、53被彎曲以便包裹鐵氧體54。在該圖中，即使為了使圖簡單而省略了詳細(xì)外觀，當(dāng)中心導(dǎo)體51、52、53順序彎曲以包裹鐵氧體54時，層疊了具有與鐵氧體54一樣的圓盤型絕緣片以便在中心導(dǎo)體之間電絕緣。中心導(dǎo)體端部51、52、53分別限定了端口P1、P2，P3。在樹脂外殼7中，嵌模安裝了具有一部分暴露在外殼頂表面上的一個接地電極、從底表面到外殼側(cè)面暴露的端子761和72等。匹配電容C1、C2、C3被連接到樹脂外殼7中的接地電極，并且分別連接到端口P1、P2、P3。另外，端接電阻R連接到與端口3電連接的電極和接地電極。下部軛鐵8由磁性金屬制造，并且上部軛鐵2和下部軛鐵8組合構(gòu)成封閉磁路。按照該結(jié)構(gòu)，永久磁體3的磁場在厚度方向上加在鐵氧體54上。
圖2A是表示進(jìn)行彎曲前的中心導(dǎo)體平面圖，而圖2B是表示彎曲后的中心導(dǎo)體透視圖。圖2A中標(biāo)號50表示的部分是磁體臺，鐵氧體54安置在其上。中心導(dǎo)體51、52、53從磁體臺50在三個方向上伸展，導(dǎo)體前端分別限定了端口P1、P2、P3。磁體臺50和中心導(dǎo)體51、52、53通過在金屬箔上進(jìn)行如下所述的沖壓工作進(jìn)行沖壓。
鐵氧體54安放在磁體臺50上如圖2A所示狀態(tài)，然后彎曲中心導(dǎo)體51，下面具有粘性薄膜的第一絕緣片粘在中心導(dǎo)體51上。隨后彎曲中心導(dǎo)體52以與第一絕緣片重疊，具有粘性薄膜的第二絕緣片粘和在中心導(dǎo)體52上。隨后彎曲中心導(dǎo)體52以重疊該絕緣片，并且將下面具有粘性薄膜的第三絕緣片粘在中心導(dǎo)體53上。結(jié)果，形成如圖1所示的磁生組件5。
作為上述絕緣片的基底材料，使用聚酰亞胺、聚酯、芳香族聚酰胺、聚酰胺酰亞胺和氟化樹脂(聚四氟乙烯)。由于通過沖壓工作形成中心導(dǎo)體，產(chǎn)生所謂毛邊。可是，當(dāng)使用上述合成樹脂時，即使樹脂厚度減少，毛邊也不能穿透合成樹脂。因此，通過利用具有近似0.05mm或更小厚度的基底材料作為絕緣片可以形成更薄的完整磁性組件5。
例如，用戶選擇現(xiàn)在的移動電話機最重要的是要小型和重量輕，因此用于移動電話機的絕緣片也需要薄，例如2mm或更小。如上所述，由于每個隔離器用三個絕緣片形成中心導(dǎo)體之間的絕緣并且與插入其間的中心導(dǎo)體相互層疊，即使一個絕緣片的厚度不顯著的，但三倍的絕緣片厚度對于隔離器高度有影響。例如，當(dāng)使用0.1mm厚度絕緣片和0.05厚度絕緣片時，隔離器之間的高度差是(0.1－0.05)×3＝0.15mm，而0.15mm的高度是2mm高度的近似7.5％，由此使用更薄的絕緣片基底材料明顯有效地減少了整個隔離器的高度。
圖3是表示隔離器等效電路的圖。在圖3中，L是鐵氧體54和中心導(dǎo)體51、52、53構(gòu)成的等效電感。安裝電容器C1、C2、C3以便其電容與電感L的電感值匹配以獲得以預(yù)定頻率為中心的預(yù)定帶寬中的低插入損耗特性。標(biāo)號71表示輸入端子，標(biāo)號72表示輸出端子，提供給輸入端子71的信號由輸出端子72輸出。提供給輸出端子72的大部分信號不從輸入端子71輸出并且由電阻R終端。
圖4A和4B是表示制造上述中心導(dǎo)體的方法的圖。圖4A表示執(zhí)行沖壓前的箍帶帶，其中被沖壓的形狀由虛線表示。圖4B表示虛線所示形狀被沖壓后的箍帶帶10。在該圖中，標(biāo)號11表示被沖壓形成中心導(dǎo)體的區(qū)域。分別在中心導(dǎo)體51、52、53的端部整體形成端口。端口部分限定了連接部分61、62、63，和端口通過連接部分保持與箍帶帶10的整體連接。由于中心導(dǎo)體51、52、53的內(nèi)端部整體連接到磁體臺50，每個中心導(dǎo)體在兩端被支撐，因此中心導(dǎo)體由箍帶具有足夠強度支撐。
另外，如圖4B所示，由于中心導(dǎo)體在三個位置整體連接到箍帶，并且至少兩個位置在饋送箍帶方向上相對箍帶中心線近似對稱，中心導(dǎo)體的位置相對箍帶圍是穩(wěn)定的。因此，當(dāng)箍帶圍繞軸纏繞時，當(dāng)運輸整體連接箍帶與中心導(dǎo)體時，和當(dāng)箍帶從軸上展開時，可靠地防止中心導(dǎo)體損壞和彎曲。另外，當(dāng)連接部分61、62、63的寬度設(shè)置為0.1mm或更小時，不能由模具沖壓，和當(dāng)寬度設(shè)置為1mm或更大時，在中心導(dǎo)體端部(端口)提供連接部分變得困難。因此，連接部分61、62、63的寬度確定在0.1mm到小于1.0mm的范圍內(nèi)。
另外，在圖4A和4B中，箍帶的整個寬度近似中心導(dǎo)體區(qū)域?qū)挾鹊?.9倍。當(dāng)箍帶的整個寬度不大于中心導(dǎo)體區(qū)域?qū)挾鹊?倍時，材料浪費量不過分。當(dāng)整個寬度不小于中心導(dǎo)體區(qū)域?qū)挾鹊?.2倍時，當(dāng)自動饋送時箍帶不會斷裂，即使形成箍帶的材料寬度在通過模具沖壓形成中心導(dǎo)體后變小。結(jié)果，箍帶的整個寬度確定在中心導(dǎo)體區(qū)域?qū)挾鹊?.2到4倍。
鏈輪孔12的直徑設(shè)置為0.2到5mm范圍內(nèi)，或形成具有邊長0.2到5mm矩形鏈輪孔。結(jié)果，不增加材料浪費量，因此可以實現(xiàn)降低成本。
由包含具有0.01到0.10mm的厚度的鐵、銅和鋁的至少一種金屬箔制造箍帶10。當(dāng)使用鐵作為母材料時，由于材料成本低可以實現(xiàn)整個成本降低。另外，在母材料表面上，當(dāng)形成具有電阻率5.5μΩ·cm或更小的金、銀、銅或鋁金屬薄膜時，高頻電流所流過表面中電阻率減少，并可以實現(xiàn)更薄的裝置。另外，當(dāng)使用鐵作為母材料時，由于增加了箍帶和中心導(dǎo)體的剛性，更可靠地防止在運輸期間出現(xiàn)損壞和彎曲。另外，當(dāng)使用具有5.5μΩ·cm或更小電阻率的銅或鋁時，不需要減少表面電阻的金屬薄膜。另外，當(dāng)使用鋁作為母材料時，可以實現(xiàn)更輕的裝置。
母材料上的金屬薄膜可以通過在形成箍帶之前以一卷形式鍍金屬箔形成。另一個方式，金屬薄膜可以通過在如圖4A所示切割金屬箔形成箍帶之后在箍帶表面鍍層形成。另外，當(dāng)在箍帶中形成如圖4B所示的中心導(dǎo)體時，金屬薄膜可以在臺上進(jìn)行鍍金屬形成。
如上所述，當(dāng)形成鍍層時中心導(dǎo)體與箍帶10整體連接，可以在中心導(dǎo)體邊緣部分(沖壓形成的切割表面)上形成鍍膜，可以改善減少由于集膚效應(yīng)引起的導(dǎo)體損耗的影響。
當(dāng)使用碾壓銅箔作為箍帶10的母材料時，母材料兩側(cè)上的表面粗糙小，因此可以減少高頻電流流過區(qū)域的損耗。例如，當(dāng)使用電解銅箔時，由于其側(cè)表面是平滑的，其它側(cè)面的表面粗糙度比上述側(cè)面大，當(dāng)使用銅箔而不進(jìn)行處理時可能出現(xiàn)集膚效應(yīng)引起的導(dǎo)體損耗問題。
在箍帶10中，鏈輪孔12以等于饋送中心導(dǎo)體的間距形成。當(dāng)由自動機械饋送箍帶10時，由于箍帶10利用鏈輪嚙合鏈輪孔12饋送，中心導(dǎo)體的饋送間隔可以均勻，并且可以改善中心導(dǎo)體的對準(zhǔn)精度。例如，當(dāng)構(gòu)成自動生產(chǎn)線通過用模具沖壓形成中心導(dǎo)體時，通過饋送箍帶10的自動機械饋送箍帶10，以固定饋送箍帶10的速度由模具進(jìn)行沖壓，可以改進(jìn)切割位置的精度。
按照本發(fā)明，由于通過以箍帶形式?jīng)_壓金屬箔以整體狀態(tài)形成多個不可逆電路裝置的中心導(dǎo)體，可以防止在運輸期間出現(xiàn)中心導(dǎo)體損壞和彎曲，和當(dāng)由自動機械將中心導(dǎo)體饋送到制造步驟時，可以饋送預(yù)先對準(zhǔn)的中心導(dǎo)體進(jìn)入該步驟。
另外，按照本發(fā)明，當(dāng)金屬箔包括鐵、銅和鋁的至少一種時，和當(dāng)具有5.5μΩ·cm或更小的電阻率的金屬薄膜形成在金屬箔表面時，即使使用薄的金屬箔也不可能出現(xiàn)中心導(dǎo)體的損壞和彎曲，并可以減少導(dǎo)體損耗。
按照本發(fā)明，當(dāng)平面碾壓的銅箔用于金屬箔時，由于金屬箔正面和反面的平滑表面減少導(dǎo)體損耗，而且即使減少其厚度時，由于保持了一定程度的強度，不會出現(xiàn)損壞和彎曲，因此可以增加不可逆電路裝置的生產(chǎn)率。
另外，按照本發(fā)明，由于中心導(dǎo)體被彎曲以便包裹磁體和安裝在中心導(dǎo)體之間主要由聚酰亞胺、聚酯、芳香族聚酰胺、聚酰胺酰亞胺和氟化樹脂組成并且具有0.5mm或更小的厚度的絕緣片，可以可靠地保持中心導(dǎo)體之間的電絕緣狀態(tài)，和可以生產(chǎn)薄的不可逆電路裝置。
權(quán)利要求
1.一種制造不可逆電路裝置的方法，該電路裝置包括其上施加了DC磁場的一個磁體，相鄰該磁體放置的中心導(dǎo)體，和其中容納該磁體和該中心導(dǎo)體的外殼，該方法包括步驟由模具沖壓箍帶型金屬箔以便形成集成的多個不可逆電路裝置的中心導(dǎo)體；將中心導(dǎo)體從箍帶型金屬箔上分離；相鄰該磁體安置該中心導(dǎo)體，和在外殼內(nèi)安放該中心導(dǎo)體和該磁體。
2.按照權(quán)利要求1的一種制造不可逆電路裝置的方法，其中金屬箔包括從鐵、銅和鋁組成的一組中選擇出的至少一種元素，在金屬箔上提供具有5.5μΩ·cm或更小的電阻率的金屬薄膜。
3.按照權(quán)利要求1的一種制造不可逆電路裝置的方法，其中金屬箔是平面碾壓的銅箔。
4.按照權(quán)利要求1的一種制造不可逆電路裝置的方法，進(jìn)一步包括步驟形成從安放該磁體的一個臺上徑向伸展的中心導(dǎo)體；彎曲中心導(dǎo)體以便包裹該磁體；和在因彎曲而重疊的中心導(dǎo)體之間利用絕緣片絕緣；其中絕緣片的基底材料包括從聚酰亞胺、聚酯、芳香族聚酰胺、聚酰胺酰亞胺和氟化樹脂組成的一組中選擇出的至少一種成分，和基底材料具有0.5mm或更小的厚度。
全文摘要
通過避免蝕刻方法中的問題例如制造時間長、線路寬度的變化大和通過避免沖壓方法中的問題例如在元件運輸期間出現(xiàn)損壞和彎曲而提供一種不可逆電路裝置,它具有優(yōu)越的性能并且可以以高生產(chǎn)率制造。當(dāng)不可逆電路裝置例如隔離器被制造得具有相鄰在其上施加DC磁場的磁體安置的中心導(dǎo)體、其中容納中心導(dǎo)體和磁體的外殼時,通過在金屬薄膜制作的箍帶上沖壓形成與箍帶集成的中心導(dǎo)體,當(dāng)運輸中心導(dǎo)體時該箍帶纏繞在軸上,和當(dāng)制造不可逆電路裝置時,在從箍帶帶上分離之后中心導(dǎo)體被饋送到制造步驟。
文檔編號H01P1/36GK1326240SQ0112168
公開日2001年12月12日 申請日期2001年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月30日
發(fā)明者常門陸宏 申請人:株式會社村田制作所