CN105704907A - 一种降低压电谐振器阻抗的软性线路板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种降低压电谐振器阻抗的软性线路板，包括相互压合的压电陶瓷片、软性线路板和基片，所述软性线路板包括覆盖层、基材和至少一个导电铜箔，导电铜箔中部均布有多个第一通孔，覆盖层为贴合在导电铜箔正面边缘处的环形结构，基材的结构与导电铜箔的结构一致并且贴合在导电铜箔的反面，所述基材上设有与第一通孔相对应的第二通孔，压电陶瓷片设置在覆盖层的环内并与连接在软性线路板上，基片连接在基材上，所述压电陶瓷片和基片分别覆盖住第一通孔和第二通孔。本发明具有降低产品的谐振阻抗，使产品的内耗降低，增加可靠性等特点。
Description
技术领域
本发明涉及软性线路板技术领域，特别涉及一种降低压电谐振器阻抗的软性线路板。
背景技术
压电谐振器件如压电陶瓷超声波传感器中压电片的电极引出方式一般分为针脚和引线。引线又分为很多种，如编织线、漆包线、带绝缘的多股导线等。陶瓷片电极一般采用银电极，易于焊接，使用普通焊锡丝或无铅焊锡丝，25W以上的电烙铁都可以；焊接时还需注意焊接温度和时间，温度应在350摄氏度以下为佳，时间一般不能大于1秒，过高温度或过长的焊接时间容易造成“飞银”，即脱线，还易使陶瓷片烫坏，越薄的陶瓷片越需要注意。故过程需要严格控制。除了陶瓷片电极，还有一个是金属片或铝外壳。金属片一般有黄铜片、铁镍合金片、不锈钢片、马口铁片等，其中黄铜片和铁镍合金片是可以直接焊接的，但是要比陶瓷片电极难焊一些，不锈钢和马口铁片需要用酸性助焊剂。铝外壳内无法焊线，需镀锡。同时，焊接过程焊点不能太大，太大对性能及后面的装配有影响。针脚也需用短的引线引出来。并且在应用过程中焊点可能脱落，焊线有断裂的风险，因此涉及针脚与引线的电极引出方式，操作不便，效率低，成本高，难于控制，并有污染，不利于环保，可靠性不高。
为解决上述问题，一般都是引入内置导电铜箔的软性线路板(FPCB),采用环氧胶水胶合工艺将压电陶瓷片、软性线路板胶合面、基片连接，引出正负极。过程无任何焊接，操作方便、效率高、无污染、易于实现工业自动化生产，可靠性高。但此种方法是将FPCB的铜箔正负电极设置在胶合面的同一面，FPCB基材采用单面基材，这样会升高产品的谐振阻抗值，导致在应用中内耗较大，影响使用寿命，适合低端产品，在一些高功率的场合使用受限。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种降低产品的谐振阻抗，使产品的内耗降低，增加可靠性的软性线路板。
实现本发明的技术方案如下：
一种降低压电谐振器阻抗的软性线路板，包括相互压合的压电陶瓷片、软性线路板和基片，所述软性线路板包括覆盖层、基材和导电铜箔，导电铜箔中部均布有多个第一通孔，覆盖层为贴合在导电铜箔正面边缘处的环形结构，基材的结构与导电铜箔的结构一致并且贴合在导电铜箔的反面，所述导电铜箔设有向外延伸的电极端，所述基材上设有与第一通孔相对应的第二通孔，压电陶瓷片设置在覆盖层的环内并连接在导电铜箔上，基片连接在基材上，所述压电陶瓷片和基片分别覆盖住第一通孔和第二通孔。
采用了上述方案，覆盖层用于保护导电铜箔，防止其被刮擦磨损，从而影响到其导电性能以及防止电路断路，覆盖层设为环形结构，可以方便压电陶瓷片与导电铜箔连接形成通路，导电铜箔表面设有与压电陶瓷片正极图案相吻合的电路形状，基材起到绝缘和支撑导电铜箔的作用；导电铜箔上的第一通孔与基材上的第二通孔导通，能够有效降低产品的阻抗，从而耗损大大降低，有效地延长了其使用寿命；基材起到绝缘保护和支撑导电铜箔的作用。
所述导电铜箔上设有与压电陶瓷片连接的电纹路，压电陶瓷片与导电铜箔的压合面为正极，另一面为负极，压电陶瓷片的侧面镀有将负极引到正极的银层，且银层延伸至正极并配合正极形成与电极层电纹路配合的电极图案，一般来说，银层的面积只需压电陶瓷片周长的1/4即可。
所述的电纹路包括圆形中央电极区、中央电极区外围的弧形外围电极区，外围电极区包括关于中央电极区左右对称的正负电极区，正负电极区延伸至电极端，电极端还设有焊盘，所述的电极图案由圆形正极区以及圆形正极区侧边弧形银带构成，圆形正极区与银带间设有间距，圆形正极区大小与中央电极区一致。
所述软性线路板的边缘处设有多个定位孔，优点是便于将本产品固定，使用灵活性大，范围广，使用性能更高。
所述第一通孔的孔径为φ0.1mm-0.3mm，孔间距为0.3-0.8mm。
所述覆盖层和基材为高分子绝缘材料，覆盖层的厚度为9-25um，导电铜箔的厚度为20-30um，基材的厚度为23-33um。
所述覆盖层设有一个，导电铜箔设有一个或覆盖层设有两个，导电铜箔设有两个。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为图1的后视图；
图4为图1的分解图；
图5为实施例1中软性线路板的结构示意图；
图6为实施例2中软性线路板的结构示意图；
附图中，1为压电陶瓷片，2为软性线路板，3为基片，4为定位孔，5为银层，6为第一通孔，7为第二通孔，8为焊盘，21为覆盖层，22为导电铜箔，23为基材。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
实施例1，如图1至5，一种降低压电谐振器阻抗的软性线路板，包括相互压合的压电陶瓷片1、软性线路板2和基片3，所述软性线路板2包括一个覆盖层21、基材23和一个导电铜箔22，覆盖层21和基材23为高分子绝缘材料，一般选用聚酰亚胺材料，覆盖层21的厚度为15um，导电铜箔22的厚度为25um，基材23的厚度为25um，导电铜箔22中部均布有多个第一通孔6，第一通孔6的孔径为φ0.3mm，孔间距为0.8mm，覆盖层21为贴合在导电铜箔正面边缘处的环形结构，基材23的结构与导电铜箔22的结构一致并且贴合在导电铜箔的反面，所述导电铜箔设有向外延伸的电极端，所述基材23上设有与第一通孔相对应的第二通孔7，压电陶瓷片设置在覆盖层的环内并连接在导电铜箔上，基片连接在基材上，所述压电陶瓷片和基片分别覆盖住第一通孔和第二通孔。
导电铜箔上设有与压电陶瓷片连接的电纹路，压电陶瓷片与导电铜箔的压合面为正极，另一面为负极，压电陶瓷片的侧面镀有将负极引到正极的银层5，且银层延伸至正极并配合正极形成与电极层电纹路配合的电极图案，一般来说，银层的面积只需压电陶瓷片周长的1/4即可。
电纹路包括圆形中央电极区、中央电极区外围的弧形外围电极区，外围电极区包括关于中央电极区左右对称的正负电极区，正负电极区延伸至电极端，电极端还设有焊盘8，所述的电极图案由圆形正极区以及圆形正极区侧边弧形银带构成，圆形正极区与银带间设有间距，圆形正极区大小与中央电极区一致。
软性线路板2的边缘处设有多个定位孔4，优点是便于将本产品固定，使用灵活性大，范围广，使用性能更高。
实施例2，如图1至图4和图6，一种降低压电谐振器阻抗的软性线路板，包括相互压合的压电陶瓷片1、软性线路板2和基片3，所述软性线路板2包括两个覆盖层21、两个导电铜箔22和基材23，其连接顺序为覆盖层21、导电铜箔22、基材23、导电铜箔22、覆盖层21，覆盖层和基材为高分子绝缘材料，一般选用聚酰亚胺材料，覆盖层的厚度为20um，导电铜箔的厚度为30um，基材的厚度为33um，两个导电铜箔22中部均布有多个第一通孔6，第一通孔的孔径为φ0.1mm，孔间距为0.3mm，两个导电铜箔22之间通过覆盖膜连接24，该覆盖膜24的结构与覆盖层21的结构一致，覆盖层为贴合在导电铜箔表面边缘处的环形结构，基材的结构与导电铜箔的结构一致并且贴合在另一导电铜箔的表面，所述导电铜箔设有向外延伸的电极端，所述基材上设有与第一通孔相对应的第二通孔，压电陶瓷片设置在覆盖层的环内并连接在导电铜箔上，基片连接在基材上，所述压电陶瓷片和基片分别覆盖住第一通孔和第二通孔。
导电铜箔上设有与压电陶瓷片连接的电纹路，压电陶瓷片与导电铜箔的压合面为正极，另一面为负极，压电陶瓷片的侧面镀有将负极引到正极的银层5，且银层延伸至正极并配合正极形成与电极层电纹路配合的电极图案，一般来说，银层的面积只需压电陶瓷片周长的1/4即可。
压电陶瓷片是压电超声波传感器中重要的组成部件，是压电式传感器中的振子元件。当电压作用于压电陶瓷片时，压电陶瓷片就会随电压和频率的变化产生机械变形。另一方面，当振动压电陶瓷片时，则会产生一个电荷。利用这一原理，当给由一片压电陶瓷片和一个金属基片构成的振动器，即压电片施加一个电信号时，就会因弯曲振动发射出超声波。相反，当向压电晶片元件施加超声振动时，就会产生一个电信号。基于以上作用，便可以将压电陶瓷用作超声波传感器。本压电陶瓷片利用侧面刷银技术将陶瓷片的背面负极引到正极的同一面，正极周围的设有1/4环形与背面负极以侧面刷银层相连，同时设计正极的电极图案，使之与软性线路板的电纹路相互吻合，此部分正极面直接与软性线路板的电极层用环氧胶水胶合，实现电路互联，正极面的电极图案与电极层电纹路配合。
电纹路包括圆形中央电极区、中央电极区外围的弧形外围电极区，外围电极区包括关于中央电极区左右对称的正负电极区，正负电极区延伸至电极端，电极端还设有焊盘8，所述的电极图案由圆形正极区以及圆形正极区侧边弧形银带构成，圆形正极区与银带间设有间距，圆形正极区大小与中央电极区一致。
软性线路板的边缘处设有多个定位孔，优点是便于将本产品固定，使用灵活性大，范围广，使用性能更高。
基片的材质可选铝、铜、马口铁、镍等。
将第一通孔的孔径φ0.1mm-0.3mm，孔距为0.3mm-0.8mm的FPCB和未打孔设计的FPCB与压电陶瓷片，测试两组产品的谐振阻抗值Rs，对比如下：
由表可知，在导电铜箔上打孔能有效地降低产品的谐振阻抗值，使产品的内耗降低，增加可靠性，适合各种低端、高端的产品，使用范围广。而且第一通孔的孔径在0.3mm，孔距为0.8mm时，阻抗值降到最低，使用效果最佳。
Claims (7)
1.一种降低压电谐振器阻抗的软性线路板，包括相互压合的压电陶瓷片、软性线路板和基片，其特征在于：所述软性线路板包括覆盖层、基材和导电铜箔，导电铜箔中部均布有多个第一通孔，覆盖层为贴合在导电铜箔正面边缘处的环形结构，基材的结构与导电铜箔的结构一致并且贴合在导电铜箔的反面，所述导电铜箔设有向外延伸的电极端，所述基材上设有与第一通孔相对应的第二通孔，压电陶瓷片设置在覆盖层的环内并连接在导电铜箔上，基片连接在基材上，所述压电陶瓷片和基片分别覆盖住第一通孔和第二通孔。
2.根据权利要求1所述的一种降低压电谐振器阻抗的软性线路板，其特征在于：所述导电铜箔上设有与压电陶瓷片连接的电纹路，压电陶瓷片与导电铜箔的压合面为正极，另一面为负极，压电陶瓷片的侧面镀有将负极引到正极的银层，且银层延伸至正极并配合正极形成与电极层电纹路配合的电极图案。
3.根据权利要求2所述的一种降低压电谐振器阻抗的软性线路板，其特征在于：所述的电纹路包括圆形中央电极区、中央电极区外围的弧形外围电极区，外围电极区包括关于中央电极区左右对称的正负电极区，正负电极区延伸至电极端，电极端还设有焊盘，所述的电极图案由圆形正极区以及圆形正极区侧边弧形银带构成，圆形正极区与银带间设有间距，圆形正极区大小与中央电极区一致。
4.根据权利要求1所述的一种降低压电谐振器阻抗的软性线路板，其特征在于：所述软性线路板的边缘处设有多个定位孔。
5.根据权利要求1所述的一种降低压电谐振器阻抗的软性线路板，其特征在于：所述第一通孔的孔径为φ0.1mm-0.3mm，孔间距为0.3-0.8mm。
6.根据权利要求1所述的一种降低压电谐振器阻抗的软性线路板，其特征在于：所述覆盖层和基材为高分子绝缘材料，覆盖层的厚度为9-25um，导电铜箔的厚度为20-30um，基材的厚度为23-33um。
7.根据权利要求1所述的一种降低压电谐振器阻抗的软性线路板，其特征在于：所述覆盖层设有一个，导电铜箔设有一个或覆盖层设有两个，导电铜箔设有两个。
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