CN105489752A - 压电变压器以及电源用电路模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供压电变压器以及电源用电路模块。其中提供了能够提高生产效率并削减成本的技术。压电变压器(10)具有:压电体(20),其在厚度方向上构成一对的外表面上形成有电极;以及电路基板(40),其具有比压电体(20)的厚度大的厚度,并且形成有孔(42),所述孔(42)能够在厚度方向上配置压电体(20),压电体(20)在被容纳于电路基板(40)的孔(42)内的状态下,经由仅被固定于上表面上形成的电极(22、24、26)上的导电线(28、30、32)而保持在电路基板(40)上。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用压电体进行输入电压的变压的压电变压器以及使用该压电变压器的电源用电路模块。
背景技术
以往,已知有如下这样的现有技术:在电路基板上形成适当大小的容纳孔并在其中容纳压电变压器元件,利用保持部件对两侧进行架桥连接而悬空地进行配置。另外,在该现有技术中,还可以将保持部件设为桥接式陶瓷体进行烧制,并将压电变压器元件与电路基板一体化。
根据上述现有技术,不需要在电路基板的上表面配置压电变压器元件,与此相应地,整体上能够实现低高度化。另外,如果将压电变压器元件与电路基板一体化,那么在电路基板上形成配线图案的过程中,在保持部件(桥接式陶瓷体)上也形成配线图案,从而能够同时形成压电变压器元件的电极和电路基板的配线图案。
专利文献1:日本特开2012-15449号公报
然而,由于压电变压器元件的输入电极(一次侧电极)不仅形成在其正面也形成在背面,因此在现有技术的结构中,不仅需要从电路基板的正面连接配线图案,还需要从背面连接配线图案,无法通过最小的工序(单面氧化铝)完成配线连接。因此,要想完成作为压电变压器的电路,需要在电路基板的正面和背面分别形成配线图案,这样就存在花费功夫和成本增大的问题。
另外,在现有技术的结构中,不仅是电路基板的正面侧而且在背面侧也在保持部件上形成配线图案,由于这样的关系,需要将电路基板和压电变压器元件以及保持部件的厚度全部形成得一致,使得在正面侧和背面侧双方的连接路径的中途都不产生阶梯。然而,要想消除全部的部件的公差使得厚度一致,需要极高的生产技术和管理体制,而如此花费成本进行生产是不现实的。
再者,压电变压器元件在电路基板的正面侧和背面侧双方中均是以共面的方式露出,因此不适合使任意的一个单面(例如背面)与其他的电路基板等接触而进行面安装的用途,还存在作为产品的便用性差的问题。
发明内容
因此,本发明的课题在于提供一种能够提高生产效率且削减成本的技术。
为了解决上述课题,本发明采用如下解决手段。
本发明的压电变压器构成为具有压电体(压电变压器元件)和基板。压电体呈平板状,在其厚度方向上构成一对的外表面上形成有电极。电极是输入电极(一次侧电极)或输出电极(二次侧电极)。另外,基板呈平板状,其上形成有能够在厚度方向接纳并配置压电体的孔。另外,基板的厚度可以比压电体的厚度大,也可以比压电体的厚度小,也可以等于压电体的厚度。
并且,本发明的压电变压器具有如下结构:在压电体被配置于基板的孔内的状态下,压电体经由导电体保持在基板上,该导电体仅被固定在压电体的一个外表面上形成的电极上。另外,导电体用于连接基板上形成的电子电路(使用压电变压器构成电源用电路)和压电体的电极。另外,导电体具有针对压电体振动的耐受性(柔性和挠性)。
另外,在本发明的压电变压器中,优选以下方式:基板仅在厚度方向上构成一对的外表面中的一个外表面上固定导电体来保持压电体。
根据本发明的压电变压器,仅在一个外表面侧将压电体保持于基板,另一个外表面(例如背面)侧不需要保持。因此,能够以最小的生产工序完成将压电体保持于基板的结构,相应地能够抑制成本并提高生产效率。
另外,即使是压电体的两面(一个外表面和另一个外表面)都需要电极的情况下,通过将形成在另一个外表面上的电极形成为延长至一个外表面,从而能够实现如下结构:经由“仅被固定于仅在一个外表面上形成的电极上的导电体”,将压电体保持于基板(详情后述)。
[基板的厚度比压电体大的方式]
再者,在本发明的压电变电器中,通过采用基板的厚度比压电体的厚度大的方式,只要以一个外表面(例如正面)为基准使压电体和基板的位置(厚度方向上观察的位置)一致,压电体的另一个外表面(例如背面)就会位于比基板的另一个表面靠里侧的位置(悬浮)。在这种情况下,即使将压电体和基板的整体构成为1个模块,由于压电体没有在基板的另一个表面侧露出,因此适合将其作为压电变压器的模块面安装到其他的电路基板上。
[具有输入电极的方式]
如上所述,在压电体在构成一对的外表面双方上均具有电极(输入)的情况下,成为下述结构。即,将2个电极设为“第1输入电极”和“第2输入电极”,“第1输入电极”仅形成于压电体的厚度方向上构成一对的外表面中的一个外表面上。另外,“第2输入电极”形成为从压电体的厚度方向上构成一对的外表面中的另一个外表面起在长度方向或宽度方向的一端连到侧面且延长至一个外表面上。另外,这里所说的“长度方向或宽度方向”包括:(1)在长度方向的一端连到侧面的方式;(2)在宽度方向的一端连到侧面的方式;以及(3)在长度方向和宽度方向各自的一端连到侧面的方式(以下相同)。
根据上述方式,由于2个电极均形成在一个外表面上,因此,能够成为“经由仅被固定在一个外表面上形成的电极上的导电体将压电体支承于基板”的结构,并且能够可靠地实现与2个电极的导通。
在上述的[具有输入电极的方式]中,压电体是以一般的压电变压器的结构为基准而在长度方向或宽度方向上延长(包括上述(1)~(3)的方式)。也就是说,如果是具有一般结构(ROSEN型)的压电变压器,则压电体的厚度方向的两个表面上分别形成有一次侧的输入电极,其中任意一个输入电极都不会延长到另一个表面上。另外,在具有一般结构的压电变压器能够以规定的振动模式(例如λ模式)发挥期望的特性的情况下,构成本发明的压电体为了能以相同的振动模式发挥期望的特性,与具有一般结构的压电变压器相比,压电体在长度方向或宽度方向上延长。这里的“特性”是指相对于外部负载的升压比等。
优选的是,压电体构成为包括延长的部位,具体而言,构成为包括一对延长部,该延长部设置为与在一个外表面上延长的第2输入电极的延长部分相对应,且该延长部将伴随输入电压的施加而进行驱动和发电的区域分别在作为延长部分的延长方向的长度方向或宽度方向上延长。因此,包括如下的延长部:(1)在第2输入电极包括长度方向的延长部分的情况下,压电体也包括长度方向上的延长部;(2)在第2输入电极包括宽度方向的延长部分的情况下,压电体也包括宽度方向上的延长部;(3)在第2输入电极包括长度方向和宽度方向各自的延长部分的情况下,压电体也包括长度方向和宽度方向各自的延长部。
由此,作为将压电体经由导电体仅支承在基板的一个外表面侧的结构,不仅能够实现电导通,而且能够作为压电变压器可靠地发挥期望的特性。
另外,基板可以具有突起的结构。即,在压电体被配置于基板的孔内的状态下观察时,突起是在与固定于电极上的导电体对应的位置处从孔的内周面朝向内侧突出地形成的,该突起用于对孔内的压电体的配置进行引导。
根据上述方式,突起从孔的内周面朝向内侧突出,相应地,基板的一个外表面的位置被配置为接近孔内的压电体。
在基板具有突起的情况下,可以是以下方式:通过粘结剂将导电体粘结在基板的厚度方向上构成一对的外表面中的一个外表面的突起上。
如果是通过粘结剂将导电体粘结在突起上的方式,则能够在基板的外表面上与压电体接近的位置处保持导电体,因此能够相应地减轻施加给导电体的负荷。
另外,优选的是,导电体沿着一个外表面向压电体的宽度方向的两侧突出地延伸,并且,两端的位置与在基板的宽度方向上观察的两侧边缘的位置重合。
根据上述方式,例如在进行压电变压器的动作实验时,只需利用检查探头等夹着从基板的宽度方向观察的两侧边缘,就能够实现与导电体的两端的导通。由此,能够提高生产过程中动作实验的操作性,有助于提高最终的生产效率和降低检查成本。
本发明包括使用了上述压电变压器的电源用电路模块的方式。电源用电路模块具有电源电路,该电源电路使用上述压电变压器对输入电压进行变压而作为电源电压输出。
本发明的电源用电路模块除了具有作为上述压电变压器单体的有用性之外,即使是将其作为模块组装到其他装置的情况下,也能够抑制该组装部分的高度(厚度),有助于装置整体的小型化。
发明效果
根据本发明的压电变压器,能够提高生产效率并实现成本的降低。
附图说明
图1是将第1实施方式的压电变压器分成构成要素而示出的分解立体图。
图2的(A)、(B)是以完成状态从斜上方示出压电变压器的立体图。
图3的(A)、(B)是以完成状态从斜下方示出压电变压器的立体图。
图4的(A)、(B)是以完成状态示出压电变压器的俯视图和仰视图。
图5是沿着压电变压器的长度方向的截面图(沿着图4中(A)的V-V线的截面图)。
图6的(A)、(B)是示出将第1实施方式的压电变压器作为模块进行面安装的例子的图。
图7的(A)、(B)是将压电体作为压电变压器元件的发明,与一般类型的压电变压器元件进行对比而示出的图。
图8是将第2实施方式的压电变压器分为主要构成要素而示出的分解立体图。
图9的(A)、(B)是以完成状态从斜上方和斜下方示出第2实施方式的压电变压器的立体图。
图10的(A)、(B)是以完成状态示出第2实施方式的压电变压器的俯视图和主视图。
标号说明
10压电变电器
20压电体
22、24一次侧电极
26二次侧电极
28、30、32导电线
40电路基板
42孔
44、46、48、50突起
52、54、56电路电极
100压电变电器
281、301、321导电线
400电路基板
421孔
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外,以下,除了作为压电变压器的实施方式之外,也提到了作为压电体(压电变压器元件)的实施方式。
[第1实施方式]
图1是将第1实施方式的压电变压器10分成构成要素而示出的分解立体图。压电变压器10主要由压电体20和电路基板40构成,压电体20被支承于电路基板40,由此构成被模块化的压电变压器10。
[压电体]
压电体20由呈细长平板状的压电陶瓷体(例如PZT)构成。在压电体20的厚度方向上构成对的外表面中的一个外表面(以下称为上表面)上,从长度方向的中央到一端的范围内形成有一次侧电极22(第1输入电极),并且,在另一端部形成有二次侧电极26(输出电极)。另外,在同一个压电体20的上表面上,与上述的一次侧电极22隔开距离而在长度方向的一端部形成有另一个一次侧电极24(第2输入电极)。
虽然图1中没有示出,但是另一个一次侧电极24在压电体20的长度方向的一端处与压电体20的侧端面相连,并且延长至另一个外表面(以下,称之为下表面)。反言之,另一个一次侧电极24在压电体20的下表面上从长度方向的中央形成到一端,并且延长地形成为被引绕到压电体20的侧端面和上表面。
这样,在第1实施方式中,压电体20的上表面上形成有2个一次侧电极22、24以及二次侧电极26(其中,一次侧电极24也形成在下表面)。
[导电体]
在压电体20的上表面上,2个一次侧电极22、24以及二次侧电极26上分别固定有作为导电体的一例的导电线28、30、32。虽然在图中示出为棒状,但是导电线28、30、32是由超细(例如直径几十μm)的金细丝绞合在一起而形成的金丝线。因此,导电线28、30、32均为具有适度的柔性和挠性的导电性线材料。另外,在导电线28、30、32的固定中均使用了焊料23、25、27(焊接)。
另外,各导电线28、30、32在被焊接于一次侧电极22、24以及二次侧电极26的状态下,均朝向压电体20的宽度方向的两侧大幅度突出。因此,各导电线28、30、32通过两侧的突出部分与电路基板40连接,在该状态下,能够使压电体20保持在电路基板40上。另外,关于导电线28、30、32对压电体20的保持,将在后文中叙述。
[基板]
电路基板40例如由呈细长平板状的层叠陶瓷基板构成。在第1实施方式中使用的电路基板40具有比压电体20的厚度大的厚度。另外,电路基板40在宽度方向和长度方向上观察具有比压电体20的外形大一圈的外形。并且,在电路基板40上,俯视时,在其正中的部分处形成有孔42,孔42是在厚度方向上贯通(开口)电路基板40而形成的。
[孔]
孔42形成为能够在其内侧配置压电体20的大小和形状,在孔42内配置有压电体20的状态下,压电体20的外周面和孔42的内周面之间确保了适度的间隙。另外,在孔42内,如图1所示,在厚度方向(与基板40的厚度平行)收纳压电体20。
[突起]
在电路基板40上,在孔42内的多个部位(这里为8个部位)处形成有突起44、46、48、50,这些突起44、46、48、50均形成为从孔42的内周面(内侧面)朝向内侧突出。另外,突起44、46、48、50在宽度方向的两侧互相成对(这里为4对)。
这里,各突起44、46、48、50形成为在孔42内引导压电体20的配置(定位)。如上所述,压电体20的外周面和孔42的内周面之间确保有适度的间隙,在生产过程中向孔42内配置压电体20时,各突起44、46、48、50起到了对压电体20进行定位的作用,从而将压电体20配置到孔42内的适当位置处。
另外,位于长度方向的一端部的一对突起46是与从压电体20的一端部延长地形成到下表面的一次侧电极24及其导电线30的配置相对应的。另外,位于长度方向的另一端部的一对突起48是与形成在压电体20的另一端部的二次侧电极26及其导电线32的配置相对应的。另外,比长度方向的一端部靠中央的一对突起44是与仅形成在压电体20的上表面的一次侧电极22及其导电线28的配置相对应的。另外,比长度方向的另一端部靠中央的一对突起50是与压电体20的长度方向上一次侧电极22和二次侧电极26之间(发电部)的振动的波节相对应的。在位于其相反侧的振动的波节处,一次侧电极22上焊接有导电线28。因此,一对突起44是与压电体20的长度方向上形成有一次侧电极22、24的部位(驱动部)处的振动的波节相对应的。
[电路电极(连接区:land)]
在电路基板40的厚度方向上构成对的表面中的一个表面(以下称为上表面)上,从长度方向观察在孔42的两侧形成有多个(这里为6个)电路电极52、54、56。这些电路电极52、54、56是在电路基板40的上表面作为导电图案形成的连接区,在孔42内配置有压电体20的状态下,导电线28、30、32的突出部分被焊接到这些电路电极52、54、56。虽然没有特别图示,但电路基板的内层形成有使用了压电变电器10的电源电路的结构中所需的各种配线图案,电路电极52、54、56在电路基板40的内层与各种配线图案导通。
另外,电路电极52、54、56也是与上述突起44、46、48的配置相对应的。也就是说,位于长度方向的一端部的一对电路电极54是与一对突起46相对应的,位于长度方向的另一端部的一对电路电极56是与一对突起48相对应的,比长度方向的一端部靠中央的一对电路电极52是与一对突起44相对应的。
除此之外,电路基板40的长度方向的两侧端面上形成有外部电极58。外部电极58与形成于电路基板40的内层的配线图案连接,在将压电变电器10作为模块(电源用电路模块)安装时,能够在外部电极58上焊接压电变压器10。
图2是以完成状态从斜上方示出压电变压器10的立体图。另外,图3是以完成状态从斜下方示出压电变压器10的立体图。
[导电线对压电体的保持]
图2中的(A):如上所述,在压电体20被配置于电路基板40的孔42内的状态下,各导电线28、30、32以从压电体20向宽度方向的两侧突出的方式延伸,并在电路基板40的上表面上分别被固定于对应的电路电极52、54、56。另外,在导电线28、30、32和电路电极52、54、56的固定中使用了焊料53、55、57(焊接)。在该状态下,压电体20仅在电路基板40的上表面侧经由导电线28、30、32保持在电路基板40上。
图2中的(B):如上所述,一次侧电极24形成为从压电体20的一端连到侧端面,导电线30仅在压电体20的上表面上被固定于一次侧电极24。另外,如上所述,各突起44、46、48、50在孔42内引导压电体20的配置。
图3中的(A):如上所述,压电体20在电路基板40的下表面侧完全没有被保持,由此可知,能够通过孔42看到的压电体20处于相对于电路基板40的下表面悬浮的状态。另外,如上所述,一次侧电极24在压电体20的下表面上从其中央形成到长度方向的一端。
图3中的(B):另外,在压电体20的下表面上的长度方向的另一端部处形成有二次侧电极29,但是该二次侧电极29是备用的电极(没有也可以)。
图4是以完成状态示出压电变压器10的俯视图和仰视图。此外,图5是沿着压电变压器10的长度方向的截面图(沿着图4中(A)的V-V线的截面图)。
[粘结剂]
图4中的(A):如上所述,导电线28、30、32在电路基板40的上表面上被分别焊接于对应的电路电极52、54、56。在此基础上,在第1实施方式中,例如在电路基板40上表面的各突起44上,能够通过粘结剂S(图中用双点划线表示)粘结导电线28。由此,能够提高导电线28的粘结强度,并且能够减轻压电体20施加给导电线28的负荷。另外,如上所述,一对突起44是与压电体20的振动的波节的位置相对应的,因此,具有以下优点:即使使用粘结剂S也很难阻碍压电体20的振动。
另外,如图所示,粘结剂S也可以被涂布在从突起44的上表面到压电体20的上表面的较大范围中。另外,这里虽然示出了仅在一对突起44上涂布粘结剂S的例子,但是也可以在其他的突起44、48的对上涂布粘结剂S来粘结导电线30、32。另外,通过在与振动的波节的位置相对应的一对突起50上涂布粘结剂S,还可以使压电体20自身与电路基板40粘结。
[导电线的全长和两端位置]
图4中的(A):如上所述,各导电线28、30、32在被焊接于一次侧电极22、24和二次侧电极26的状态下,均朝向压电体20的宽度方向的两侧大幅度突出。各导电线28、30、32的突出是为了在电路基板40的上表面与对应的电路电极52、54、56进行焊接,在第1实施方式中,各导电线28、30、32具有比电路电极52、54、56更加向两侧突出的全长。其中,各导电线28、30、32的两端的位置正好与电路基板40的宽度方向上观察的两侧边缘的位置重合(一致)。由此,例如,在压电变压器10的生产过程中进行动作实验时,只需利用未图示的检查探头等夹着电路基板40的两端边缘,就能够容易地实现与各导电线28、30、32的两端的导通。由此,能够提高动作实验的操作性,有助于提高最终的生产效率和降低检查成本。
图4中的(B):这里也同样是压电体20在电路基板40的下表面侧完全没有被保持。另外,由于各突起44、46、48、50与压电体20的两侧面之间设置了微小的间隙,因此能够通过该间隙来观察上表面侧的导电线28、30、32。
图5:如上所述,在第1实施方式中,在将压电体20仅保持在电路基板40的上表面侧时,通过以彼此的上表面为基准使厚度方向(高度方向)的位置对齐,能够使得压电体20成为相对于电路基板40的下表面悬浮的状态。因此,即使以电路基板40为基础将压电变电器10面安装于其他的电路基板等上,压电体20的下表面也不会与其他的电路基板等直接接触。以下,对面安装的例子进行说明。
[面安装的例子]
图6是示出将一个实施方式的压电变压器10作为模块进行面安装的例子的图。
图6中的(A):例如,当将压电变压器10面安装于其他的母基板60时,可以将电路基板40的下表面配置为面对着母基板60的安装面。即使在这种情况下,由于压电体20的下表面从电路基板40的下表面向上方悬浮,因此压电体20不会与母基板60接触,不会阻碍其振动。另外,在回流前的阶段,压电体20已经被粘结剂S粘接在基板40上,因此,即使焊料23、25、27等由于回流时的热量而熔融,压电体20也不会从基板40上落下。
[电源用电路块的方式]
另外,压电变压器10能够作为构成电源用电路块的模块安装到母基板60上。因此,在基板40上形成了电源电路(未图示),该电源电路将输入电压输入到压电变压器10的一次侧电极22、24,并从二次侧电极26输出变压后的电压。
[不需要实施热电措施]
另外,压电变电器10的面安装可以通过回流来进行应对。例如,经由金属掩膜等,在母基板60上的未图示的图案上涂布膏状焊料,将压电变压器10作为模块安装在安装位置处进行回流。这时,虽然回流时的热量被施加到压电体20上,但由于在安装状态下压电变压器10的电路已经导通,因此不需要考虑所谓的热电措施。在这一点上,如果是经由引线端子进行通孔安装的方式,则需要在通过溢出槽的过程中实施热电措施,但在第1实施方式中,能够通过面安装的应对方式来进行回流。
[安装高度薄型化]
图6中的(B):另外,即使在对压电变压器10进行面安装的情况下,从母基板60起的安装高度(图中标号Ht)也只是在电路基板40的厚度上加上了焊料53、55、57等的突起量。因此,与在壳体等(未图示)中容纳压电体20的方式相比,能够实现大幅度的薄型化。
[压电变电器元件]
图7是将压电体20作为压电变压器元件的发明,与一般类型的压电变压器元件进行对比而示出的图。
[一般的压电变电器元件]
图7中的(A):一般类型的压电变压器元件200的厚度方向上构成对的外表面上分别形成有一次侧电极220、240,一次侧电极220、240形成于从长度方向的中央到一端部的范围内(驱动部)。这时,导电线与各电极220、240的连接(焊接等)分别在两个表面上进行。另外,二次侧电极260、290形成在长度方向的一端部(发电部的振幅最大位置附近)的例子也是常见的。
[压电变压器元件的发明]
图7中的(B):如上所述,压电体20中,在仅形成于上表面的一次侧电极22、24以及二次侧电极26上固定(焊接)导电线28、30、32,能够仅在上表面侧保持在电路基板40上,因此使形成于下表面的一次侧电极24延长到上表面。这时,一次侧电极24的延长部分是用于在压电体20的上表面上可靠地固定(焊接)导电线30所需的长度(图中标号P)、以及与单个一次侧电极22之间应该确保的间隙(图中标号C)。另外,间隙通常被确保为比压电体20的厚度大。
[延长部]
这里,考虑了假定使图7中的(A)示出的一般的压电变电器200以规定的振动模式(例如,λ模式)进行工作所获得的特性(以下称为一般特性)的情况。这时,通过以一般的压电变压器元件200为基准将压电体20(压电变压器元件的发明)在长度方向延长,使压电体20在相同的λ模式下工作,能够发挥与一般特性相同的特性(例如,针对外部负载的升压比)。另外,压电体20的延长在作为驱动部和发电部的两个区域中均被实施,在图7中的(B)示出的例子中,长度方向的一端部和另一端部分别形成有一对延长部(图中标号E1,E2)。
[宽度方向上的延长]
虽然图7中举例示出了在压电体20的长度方向上延长一次侧电极24,并且在长度方向上延长了压电体20的方式,但也可以在压电体20的宽度方向上延长一次侧电极24,在作为其延长方向的宽度方向上延长压电体20。这种情况下,成为如下方式:形成于下表面的一次侧电极24在压电体20的宽度方向的一端处与侧面相连,并且翻折到上表面。这里也是同样,一次侧电极24的延长部分是用于在压电体20的上表面可靠地固定(焊接)导电线30所需的长度(图中标号P)、以及与单个一次侧电极22的宽度方向的一端之间应该确保的间隙(图中标号C)。另外,通过使压电体20以一般的压电变压器元件200为基准在宽度方向上延长,能够使得压电体20以相同的λ模式工作,并发挥与一般特性同等的特性。同样,压电体20的延长是在作为驱动部和发电部的区域双方中实施的,其结果是,跨越压电体20的全长,压电体20在宽度方向上被延长。
这样,由于压电体20具有延长部,即使是仅上表面侧被保持于电路基板40的结构,在以规定的振动模式工作时也能够可靠地发挥所需的特性。另外,也可以沿着长度方向和宽度方向双方设置一次侧电极24的延长部分,这种情况下,压电体20也是沿着长度方向和宽度方向双方被延长。
[第2实施方式]
图8是将第2实施方式的压电变压器100分为主要构成要素而示出的分解立体图。
第2实施方式的压电变压器100虽然具有与第1实施方式相同的压电体20,但是这里的电路基板400的结构与第1实施方式的结构(电路基板40)不同。并且,第2实施方式的压电变压器100通过电路基板400的结构而具有作为电源用电路块的方式。以下的说明中,将主要列举与第1实施方式不同的点,对于与第1实施方式相同的事项,在图中附加了相同的参考标号,省略重复的说明。
[导电线]
虽然压电体20的结构与第1实施方式相同,但是在第2实施方式中使用了不同方式的导电线281、301、321。即,各导电线281、301、321具有朝向压电体20的宽度方向的任意一侧突出的长度,并不像第1实施方式(导电线28、30、32)那样朝向两侧突出。另外,3根导电线281、301、321的突出方向并不完全相同,例如,位于压电体20的长度方向的两端部(对应于一次侧电极24和二次侧电极26)的2根导电线301、321朝向宽度方向的一侧突出,但是位于它们之间(对应于一次侧电极22)的1根导电线281朝向宽度方向的另一侧突出。因此,3根导电线281、301、321在压电体20的宽度方向上互相交错地突出。另外,与第1实施方式相同,各导电线281、301、321是由金丝线构成的。
[基板]
第2实施方式中使用的电路基板400也是例如由呈细长平板状的层叠陶瓷基板构成的,但是电路基板400的厚度比压电体20的厚度小。另外,电路基板400具有除了能够安装压电体20之外,还能够安装作为电源电路的构成要素的各种电子部件的大小。例如,电路基板400安装有输入连接器402和输出总线404、电阻(或者也可以是电容器和线圈)406、408、以及芯片部件410、412等。其中,1个芯片部件412被安装于电路基板400的背面。另外,输出总线404在电路基板400上进行通孔安装,其末端(基端)被固定于背面。这些电子部件和压电体20由形成于电路基板400的配线图案(未图示)连接,从而构成了使用压电变电器100的电源电路。
[孔]
电路基板400的孔421具有能够在厚度方向上收纳压电体20进行配置的大小和形状,并且,孔421仅在能够同样地在厚度方向上接纳并配置上述电阻406的区域中被扩展(与第1实施方式的孔42相比)。除此之外,电路基板400上在宽度方向的一个侧边缘部处形成有缺口414,该缺口414具有能够在厚度方向上收纳另一电阻408进行配置的大小和形状。并且,与第1实施方式相同,孔421内形成有突起44、46、48、50。
[电路电极(连接区)]
与第1实施方式相同,电路基板400的上表面上形成有电路电极52、54、56,但是在第2实施方式中,各电路电极52、54、56并没有成对,均是单一配置的。另外,各电路电极52、54、56的配置与上述的导电线281、301、321的突出方向相对应。另外,与第1实施方式相同,电路基板400的内层形成有未图示的配线图案,并且电路电极52、54、56与突起44、46、48的配置相对应。
图9是以完成状态从斜上方和斜下方示出第2实施方式的压电变压器100的立体图。
[导电线对压电体的保持]
图9中的(A):在第2实施方式中,在压电体20被配置于电路基板400的孔421内的状态下,各导电线281、301、321以从压电体20向宽度方向的任意一侧突出的方式延伸,电路基板400的上表面上分别固定(焊接)有对应的电路电极52、54、56。在这种状态下,压电体20仅在电路基板400的上表面侧,经由导电线281、301、321保持在电路基板400上。这时,如上所述,3根导电线281、301、321相互交错地突出,压电体20在宽度方向的两侧以良好的平衡被三点支承,因此不会从电路基板400落下。
图9中的(B):与第1实施方式相同,压电体20的下表面形成有一次侧电极24,该一次侧电极24在长度方向的一端处与侧面相连,且延长至上表面。另外,在另一端部形成有备用的二次侧电极29。
图10是以完成状态示出第2实施方式的压电变压器100的俯视图和主视图。
图10中的(A):这里,孔421的形状较为明显。如上所述,除了孔421形成为比压电体20大一圈的区域之外,还增加了能够配置电阻406的区域。另外,虽然这里举了形成1个孔421的例子,但也可以另外形成对应于电阻406的孔(或缺口)。
[粘结剂]
虽然没有特别在图中示出,但与第1实施方式相同,能够使用粘结剂在突起44的部分处将导电线281粘接在电路基板400的上表面。另外,也可以将其他的导电线301、321分别在对应的突起46、48的部分处粘接在电路基板400的上表面。另外,由于第2实施方式的压电变压器100不作为安装部件来使用,因此,如果不考虑回流导致的焊料23、25、27、53、55、57的熔融,则可以省略通过粘结剂进行的固定。
图10中的(B):在第2实施方式的情况下,电路基板400的厚度比压电体20的厚度小,因此压电体20的下表面比电路基板400的下表面靠下方。其中,如上所述,第2实施方式的压电变压器100不是作为安装部件,而是主要作为电源用电路块使用,因此,相比面安装类型的第1实施方式,能够较薄地构成电路基板400的厚度。由此,能够实现整体的轻量化和薄型化。
图8~图10所示的压电变压器100例如也可以构成为容纳于树脂外壳的方式的电源用电路模块。这种情况下,使输入连接器402和输出总线404从树脂外壳的开口等露出,并且压电体20、电路基板400及其安装部件处于被树脂外壳覆盖的状态,从而提高了各种部件的保护和整体的操作性。
本发明不被如上所述的实施方式所限制,能够进行各种变形来实施。例如,各导电线28、30、32、281、301、321也可以都不是金丝线,在与振动的波节相对应的一次侧电极22上,也可以将导电线28、281设为固体引线。
另外,各导电线28、30、32、281、301、321的固定不限于焊接,也可以是由导电性粘结剂实现的固定。
在各实施方式中,作为导电体的一个例子,虽然举出了导电线28、30、32、281、301、321等(金丝线),不过,例如也可以使用形成导电图案的柔性基板(FPC),还可以使用具有柔性的导电板(铜板等)。
除此之外,压电体20和电路基板40、400的厚度、长度以及宽度可以适当变更。另外,电路基板40、400的外形和孔42、421的形状(包括图示)都是优选的示例,但并不限于此。
Claims (9)
1.一种压电变压器,其特征在于,具有:
平板状的压电体,其在厚度方向上构成一对的外表面上形成有电极;以及
平板状的基板,其形成有孔,所述孔能够在厚度方向上接纳并配置所述压电体,
所述压电体在被配置于所述基板的孔内的状态下,经由导电体被保持于所述基板,所述导电体仅被固定在一个外表面上形成的电极上。
2.根据权利要求1所述的压电变压器,其特征在于,
所述基板具有比所述压电体的厚度大的厚度。
3.根据权利要求1或2所述的压电变压器,其特征在于,
所述基板仅在厚度方向上构成一对的外表面中的一个外表面上固定所述导电体,来保持所述压电体。
4.根据权利要求1或2所述的压电变压器,其特征在于,
所述压电体具有第1输入电极和第2输入电极,
所述第1输入电极仅形成于厚度方向上构成一对的外表面中的一个外表面上,
所述第2输入电极形成为从厚度方向上构成一对的外表面中的另一个外表面起在长度方向或宽度方向的一端连到侧面,并且延长至所述一个外表面上。
5.根据权利要求4所述的压电变压器,其特征在于,
所述压电体包含延长部,所述延长部是与在所述一个外表面上延长的所述第2输入电极的延长部分相对应地设置的,并且是在作为所述延长部分的延长方向的长度方向或宽度方向上分别使伴随输入电压的施加而进行驱动和发电的区域延长而成的。
6.根据权利要求1或2所述的压电变压器,其特征在于,
所述基板具有突起,在所述压电体被配置在所述孔内的状态下观察时,所述突起是在与固定于所述电极上的所述导电体对应的位置处从所述孔的内周面向内侧突出地形成的,所述突起对所述孔内的所述压电体的配置进行引导。
7.根据权利要求6所述的压电变压器,其特征在于,
所述导电体通过粘结剂被粘结在所述基板的厚度方向上构成一对的外表面中的一个外表面的所述突起上。
8.根据权利要求1或2所述的压电变压器,其特征在于,
所述导电体沿着所述一个外表面向所述压电体的宽度方向的两侧突出地延伸,并且,两端的位置与在所述基板的宽度方向上观察的两侧边缘的位置重合。
9.一种电源用电路模块,其特征在于,
所述电源用电路模块具有电源电路,所述电源电路使用权利要求1~8中的任意一项所述的压电变压器对输入电压进行变压而输出。
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